冠状动脉立体定量评估关键技术研究

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1、冠状动脉立体定量评估关键技术研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：欧阳自鹏指导教师：房斌教授专业：计算机应用技术学科门类：工学重庆大学计算机学院二O一六年四月TheResearchonthekeytechnologyforstereoscopicquantitativeassessmentoncoronaryarteryAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngi

2、neeringByOuyangZipengSupervisedbyProf.FangBinSpecialty:ComputerApplicationTechnologyCollegeofComputerScienceofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2016重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要图像分割技术就是通过收集图像信息，运用特定方法，将感兴趣部分提出，方便后续的处理与分析。其中，医学图像分割作为计算机辅助诊断、病变组织定位、三维重建、治疗方案设计的前提，其研究多年来一向

3、受到人们的重点关注。在冠状动脉立体定量评估过程中，本文对冠脉提取和血管剖面分析进行了相关技术研究。首先，本文研究了近几十年来的经典图像分割方法，对常用的几种图像分割方法进行了归类和总结，简单描述了这些方法的原理和步骤，分析了这些方法的适用背景和不足之处。并介绍了医学CT图像的特点，由于造影不均和器官间粘连，从CT中进行图像分割是一个很大的挑战。其次，对现有的冠脉提取方法进行了总结，例如：基于活动轮廓框架的提取方法、基于血管追踪的提取方法和基于概率决策的分割方法。描述了这些方法所用到的技术手段，对比实验结果，分析了这些方法的

4、优缺点以及所适用的条件。介绍了一种基于混合图谱的冠脉分析模型，这个模型被用于对冠脉进行参数评估，由模型得到的参数数据可以作为病理数据库为以后的实验提供参考。再次，提出了基于三维形态学的冠脉血管提取方法。现有冠脉提取方法的研究往往集中在单个方法的改进上，较少的结合冠脉血管的自身特点进行分割，研究者在二维上进行图像分割时，容易忽略掉上下层像素之间的作用关系。本文结合直方图阈值、区域增长和三维腐蚀膨胀等形态学图像处理技术，数据分析并根据冠脉血管的医学结构特征及窦口的相对位置特性，对冠状窦口进行自动识别，通过形成的截面对预分割三维

5、图像进行分割，实现冠脉血管的提取和三维重建。最后，本文提出了基于骨架信息的冠脉血管剖面提取。通过冠脉提取算法得到血管数据的基础上，选取合适的算法对分割出的冠脉血管进行骨架化，保证骨架化结果保留原有的结构特性。之后运用Catmull-Rom插值算法对骨架点进行拟合，实现平滑。并根据平滑后的骨架点集计算切向量。规定切向量和三维坐标系的映射关系，确定剖面坐标系，由切向量和骨架点三维坐标信息，实现从剖面到三维的坐标转换，最终得出剖面上所有的三维坐标。确定切割区域的大小，通过三维坐标和原始数据的对应关系，取得对应点的灰度值，排列整理

6、后最终完成剖面图。文中基于三维形态学的冠脉提取方法，实现了冠状动脉血管的较为精确的自动提取，对冠状窦口有较高的识别率。实验结果中的冠脉血管轮廓清晰，与原图吻合度高，且与手工分割结果有较好的一致性。而文中的血管剖面提取算法，利用骨架信息，得到准确的剖面图像。实验结果中的血管信息丰富，分支状况明显，I重庆大学硕士学位论文中文摘要为后续的参数测量提供数据支持。关键词：冠脉提取，冠状窦口，三维形态学，骨架化，血管剖面II重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTImagesegmentationtechnologyextract

7、theinterestpartsofpicturestofacilitatethesubsequentprocessingandanalysisbycollectingimageinformationandusingparticularmethods.Wherein,asthepreconditionofthecomputer-aideddiagnosis,diseasedtissuelocalization,3-Dreconstructionandtreatmentprogramdesign,theresearchonm

8、edicalimagesegmentationhasbeenhighlyvaluedovertheyears.Intheprocessofstereoscopicquantitativeassessmentoncoronaryartery,thispaperdidtheresearchoncoronar