一种基于用户交互和形状先验知识的三维医学图像分割方法技术

本发明专利技术公开了一种基于用户交互和形状先验知识的三维医学图像分割方法。在图像找出待处理区域的边缘控制点，计算控制点处的外法向量，然后利用Hermit插值方法求解出插值系数，得到插值函数；将对应待处理区域的形变模型曲面初始化到图像中，并将模型曲面中心和待处理区域中心重合，再将形变模型曲面上的离散顶点作为被插值点，利用插值点和插值系数求解出插值点的水平集函数值；再利用插值点坐标、插值系数求解出每个插值点处的水平集梯度向量；对形变模型曲面插值点的水平集和法向量迭代移动曲面，使得形变模型曲面边缘逐步接近于水平集函数为零的待处理区域边缘，生成三维图像。

【技术实现步骤摘要】
一种基于用户交互和形状先验知识的三维医学图像分割方法
本专利技术涉及一种基于用户交互和形状先验知识的三维医学图像分割方法，特别注重使用用户交互信息以及形状先验知识来对医学图像分割进行修正。
技术介绍
三维医学图像分割通过将计算机算法与临床解剖学和病理学先验知识相结合，对目标器官及病灶区域进行分割提取和定量分析，从而获得感兴趣区域的三维空间结构或三维功能特征分布，为疾病诊断、治疗方案规划和手术导航等临床应用提供辅助信息。医学图像的分割算法可分为自动分割、手动分割和交互式分割。自动分割是由计算机自主完成所有分割任务，整个过程不需要人工干预，但对机器的要求非常高，而且由于医学图像的复杂性和多样性，自动分割后结果一般难以满足医学要求；人工分割则是完全依靠手工，整个分割过程十分耗时，而且对操作人员的经验和技术要求非常高，在实际操作中不切实。因此，交互式的分割方法就应运而生了。交互式分割，就是将人工和自动两者结合起来，充分利用计算机的运算性能，并在分割过程中通过用户操作时所做的预测和融入的先验知识，从而使分割结果更为准确、科学。基于形变模型的方法综合利用了区域与边界信息，是目前研究最多、应用最广本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于用户交互和形状先验知识的三维医学图像分割方法，其特征在于，步骤如下：第一步，在交互式操作情况下，对CT二维医学图像待处理区域采集边缘控制点，同时计算所有边缘控制点的法向量，求解插值系数α1....αj....αN,b∈R，β

【技术特征摘要】
1.一种基于用户交互和形状先验知识的三维医学图像分割方法，其特征在于，步骤如下：第一步，在交互式操作情况下，对CT二维医学图像待处理区域采集边缘控制点，同时计算所有边缘控制点的法向量，求解插值系数α1....αj....αN,b∈R，β1....βj....βN,a∈R3，得到插值函数：求解方程如下：式中，X是三维空间中任意坐标，Xj是待处理区域边缘控制点j的三维空间坐标，nj是待处理区域边缘控制点的法向量，α1....αj....αN,b∈R，β1....βj....βN,a∈R3；第二步，对待处理区域的形变模型曲面进行坐标变换和中心移位，使形变模型曲面中心与待处理区域的中心重合；形变模型曲面为已有的计算机图形学曲面，由多个三维空间中离散的点相互连接构成模型表面，包含模型在发生解剖结构变形时各点位移方向和幅度作为形状先验知识；对形变模型曲面进行坐标变换和中心移位变换方程如下：式中Xc＝(xc，yc，zc)是形变模型曲面进行坐标变换后的坐标点，无论形变模型曲面如何变化，将形变模型曲面上的点都称为插值点，Xa＝(xa，ya，za)是形变模型曲面进行坐标变换前的坐标点，是形变模型曲面进行坐标变换前的中心坐标点，是待处理区域的中心坐标点；分别是形变模型曲面进行坐标变换前的x、y、z方向上的长度；分别是待处理区域x、y、z方向上的长度；第三步，将第二步中获取形变模型曲面插值点坐标Xc＝(xc，yc，zc)，代入插值函数求解出插值点的插值函数值，在求解插值...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪凯，陈中华，庄明睿，刘浩，黄慧，潘浩，王任辉，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21