关键词：
体成份
脂肪
磁共振图像处理
种子填充
活动轮廓
摘要：
人体体成份分析需定量化脂肪等体成份。其中,MR 图像方法由于其高度精确性,常用来校核 BIA 等应用方法。为提高校核可靠性,需对大样本使用全身 MR 图像方法,这在国内外都少见,具有一定挑战性:扫描时间长费用高,增大数据获取难度;数据量增大,数据质量降低,提高数据分析难度。
解决问题途径:改进 MRI 技术,以加快数据获取,并提高质量;或利用图像处理技术自动分析数据,提高数据质量,加快数据处理速度,并减少人为误差。以前,主要从 MRI 技术着手,本文尝试从后者入手,应用流行的图像处理技术建立体成份分析全身 MRI 方法,提高 MRI 方法的自动化程度。
本文的第二章与第三章讨论了几种图像处理技术。第二章中,首先列出一些适合于 MR 图像的预处理技术。然后介绍在 MR 图像方法中占重要地位的阈值分割技术。接着,讨论种子填充算法与连通区域标记算法的相似性,并指出二者互相借鉴的可能性。最后,提到 Canny 算子边缘检测技术。
第三章重点研究参数活动轮廓模型:轮廓在内力和外力的共同作用下运动,当达到平衡态时,轮廓收敛于真实边界。首先,回顾传统的 Snake 模型与方便外力设计的动力形式 Snake 模型。然后介绍模型求解框架 —Kass 方法。接着分析经典的内力 — 弹力与曲力,指出它们的缺陷,提出用压力与动态化结点个数取代弹力并舍去曲力,无内力形式下的 Kass 方法大为简化。最后为外力设计:从经典的图像外力,增大捕获范围的距离位势力,到既增大捕获范围又可逼近凹边界的 GVF 外力,三种位势外力的进步是显著的;此外,压力解决了弹力只能拉动轮廓向内收缩的缺点,但当轮廓向内收缩时,产生内爆现象,因此,用轮廓内部区域二值图的梯度位势力取代压力,效果很好。基于上述讨论,本文提出一种新的无内力多解析度活动轮廓模型,以改进的压力与 GVF力作为外力,利用简化的 Kass 方法数值实现。
第四章建立 MR 图像分析人体体成份系统,其流程如下:预处理图像;建立一种综合利用种子填充算法与连通区域标记的两阶段方法提取感兴趣区域;切割去除重复组织,保证数据不重不漏;改进的活动轮廓模型分割骨骼组织;阈值分割脂肪;有限元法计算全身脂肪体积,乘以密度即为质量。
最后一部分总结本文的主要工作:介绍并面向问题改进一些流行的图像处理技术,建立一种新的压力与 GVF 力共同作用下的无内力多解析度参数活动轮廓模型,并应用这些方法建立 MR 图像方法体成份分析系统。在此基础上,展望未来发展方向。
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