基于CT图像的肝静脉分割方法

摘要

肝脏CT（Computed Tomography）图像是诊断肝脏相关疾病的主要手段。肝脏CT序列图像中的血管分布状况是诊断疾病、制定治疗方案和进行手术规划的重要依据。通过图像分割技术自动提取并显示肝脏血管的分布情况，可以给医生提供更直观、更准确的诊断信息。
　　基于肝脏CT序列图像，提出了一种基于血管与肝脏体积比的肝脏血管分割及肝静脉提取方法，并用ITK-SNAP软件实现肝静脉的三维显示。在肝静脉分割算法框架中，主要包含肝脏CT序列图像预处理、多尺度Hessian增强、血管与肝脏体积比以及血管分割和肝静脉提取四大模块。肝脏CT序列图像预处理模块主要包括：需要处理的CT断层范围定位、肝脏区域掩膜修补、Perona-Malik各向异性扩散平滑、候选血管像素提取和差分增强。在得到预处理增强的CT序列图像后，利用多尺度Hessian增强算法对CT图像中的管状结构进行增强，提高肝脏血管与肝实质的对比度。肝脏血管分割模块主要根据血管与肝脏体积比用二分法在血管灰度范围内自动、快速地查找最佳分割阈值，实现肝内所有血管的自动分割。在抽取出肝内所有的血管树之后对血管树进行血管加厚和裂缝桥接的后处理操作。最后利用肝静脉和门静脉的拓扑结构和解剖学特征将两者区分开来，实现肝静脉的自动提取。
　　将所实现的方法对不同厂家所生产的CT扫描设备所扫描得到的人体肝脏 CT序列图像进行肝内血管分割和肝静脉提取实验。实验结果表明，该方法可以实现全自动肝内血管分割和肝静脉提取并且能够得到较为理想的分割效果。

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1 绪论

1.1课题的研究背景

1.2 国内外研究概况

1.3 论文研究内容及组织结构

2 肝静脉分割方法总体设计

2.1 肝静脉系统和肝脏CT图像

2.2 肝静脉分割方法总体设计

2.3 本章小结

3 肝脏CT序列图像预处理方法

3.1 概述

3.2 定位断层处理范围

3.3 肝脏区域掩膜修补

3.4 候选血管像素的提取和差分增强

3.5 本章小结

4 图像多尺度Hessian增强算法实现

4.1 血管增强概述

4.2 血管管状结构特征

4.3 多尺度血管结构滤波器

4.4 多尺度Hessian增强实验结果

4.5 本章小结

5 血管分割及肝静脉提取算法

5.1 概述

5.2 血管与肝脏体积比血管分割算法

5.3 肝静脉主干扩展

5.4 血管树形态学后处理

5.5 肝静脉抽取

5.6 本章小结

6 实验及结果分析

6.1 实验所使用的软硬件环境

6.2 参数的取值

6.3 血管分割效果对比与展示

6.4 肝静脉提取效果

6.5 本章小结

7 总结与展望

7.1 全文总结

7.2 展望

致谢

参考文献