脊椎骨骼的提取與三維重建方法研究.pdf

1、近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和醫(yī)學(xué)影像質(zhì)量的不斷提高，計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)導(dǎo)航逐步成為醫(yī)學(xué)和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，它具有快速定位病灶位置，制定最佳手術(shù)的方案，減少手術(shù)創(chuàng)傷等優(yōu)點(diǎn)，使外科醫(yī)生在手術(shù)中更加主動(dòng)和靈活。
　　 本文主要針對(duì)計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)導(dǎo)航中體數(shù)據(jù)的處理與分析、目標(biāo)區(qū)域的提取與三維重建技術(shù)展開研究。
　　 針對(duì)西南醫(yī)院提供的MRI人體脊椎切片，為了實(shí)現(xiàn)椎骨的提取與三維重建，本文主要做了以下工作:
　　

2、 一、首先分析圖像，獲取DICOM格式下圖像的有效信息;然后對(duì)脊椎MRI圖像預(yù)處理，采用灰度形態(tài)學(xué)中的頂帽變換方法，增強(qiáng)脊椎區(qū)域與周圍組織間的對(duì)比度，進(jìn)而利用OTSU閾值分割方法實(shí)現(xiàn)脊椎的粗分割，獲得脊椎所在的大致區(qū)域;在粗分割的基礎(chǔ)上結(jié)合脊柱的生理特性和先驗(yàn)知識(shí)，通過CSS角點(diǎn)檢測(cè)方法獲取脊椎外圍角點(diǎn)并利用最小二乘法擬合脊柱兩側(cè)曲線走勢(shì)，從而利用脊柱曲線構(gòu)造脊柱模板。
　　 二、針對(duì)區(qū)域生長(zhǎng)算法對(duì)閾值敏感的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)出適用于脊

3、椎圖像的基于脊柱模板的區(qū)域生長(zhǎng)算法，以椎骨模板為外邊界限制區(qū)域生長(zhǎng)范圍，實(shí)驗(yàn)表明模板下區(qū)域生長(zhǎng)方法可以快速定位脊椎區(qū)域，并且對(duì)閾值的敏感性大大降低;另外在椎骨模板下利用水平集方法，以椎骨模板輪廓作為水平集的初始輪廓，可以降低水平集算法的迭代次數(shù)，并且擁有較好的分割效果。兩種方法說明了椎骨模板可以快速定位脊椎區(qū)域，限定分割算法的作用范圍，提高分割精度和效率。
　　 三、在椎骨的三維重建部分首先介紹了基于灰度和形狀斷層圖像插值方法，