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  • 實用CT血管成像技術
  • 雷子喬 李真林 牛延濤
  • 1323字
  • 2021-12-18 01:06:27

第二節(jié) 分割技術

臨床工作中,直接利用前述的三維圖像顯示技術有時仍然難以清晰、完整地顯露目標血管。譬如,強化的血管與骨性結構,血管與強化的實質臟器之間的重疊,全顱容積掃描后無論是MIP還是VR技術都只能顯示顱骨而無法顯露血管等。此時,需要操作者對源圖像進行編輯,將血管從周圍組織中單獨提取出來,也可以直接在三維顯示中裁剪不需要顯示的結構,這就是圖像處理中的分割技術。分割技術包括手動分割法和自動分割法。CT血管后處理中,常用的分割技術有閾值法、裁剪法、區(qū)域種子生長法等。
一、閾值法
閾值分割為最常用的自動分割方法,由用戶給定一對閾值上下限,分離出灰度(CT值)差異明顯的不同物體。譬如,通過選定閾值,同為高密度的強化動脈和骨骼可以顯示,而低密度的未強化腹腔臟器則不顯示(圖3-2-1)。閾值分割法簡單、快速,但無法分離密度相近的不同結構。在用閾值初步分割物體后,用戶還可以對其進行一些數(shù)學形態(tài)學操作,如膨脹和腐蝕等處理,以改變目標結構的聯(lián)通性。
圖3-2-1 腹主動脈、骨骼與皮膚軟組織閾值分割
二、裁剪法
裁剪法是一種手動分割方法,在二維或三維圖像上使用工具繪制規(guī)則或自由形狀的感興趣區(qū)封閉空間范圍,并將該感興趣區(qū)從原始圖像中刪除或保留(圖3-2-2)。也可以使用裁剪平面,自由滑動和傾斜平面,以去除干擾目標顯示的結構,保留需要觀察的興趣結構(圖3-2-3)。在MIP、VR等顯示技術中使用不同厚度的層塊限定顯露區(qū)域的方法,實質上也屬于平面裁剪法。與閾值分割法基于密度的分割不同,裁剪法是基于空間的分割方法,選擇性更強,具有良好的交互性。但是,裁剪法比較費時費力,對于間隔太近的毗鄰結構進行精確分離存在一定的難度。
圖3-2-2 感興趣區(qū)裁剪法顯示顱底動脈
A.手動繪制裁剪感興趣區(qū);B.保留感興趣區(qū)內結構的VR圖像
圖3-2-3 交互式裁剪平面顯示顱底動脈
三、區(qū)域種子生長法
區(qū)域種子生長法,為一種半自動的分割方法,其目的是將成組的像素或區(qū)域發(fā)展成更大區(qū)域的過程,從用戶在感興趣區(qū)內指定的一個像素作為種子點開始,將與種子點有相似灰度屬性(CT值)的相鄰像素合并到此區(qū)域,“生長”止于閾值邊界(圖3-2-4)。如果能通過某一算法找到待分割區(qū)域內的點,并以該點為種子,該分割過程則可通過計算自動完成。區(qū)域種子生長法能將具有相同特征的聯(lián)通區(qū)域分割出來,可提供很好的邊界信息和分割結果。但是那些空間結構上鄰近,且密度相近的不同物體會連通在一起,無法分離。例如,強化的頸內動脈巖段和海綿竇段就很難與顱底骨質完全分離。
理想的分割方法,是既要自動完成,又能正確無誤。由于物體形狀差異大或組織密度相近等因素,分割效果有時難盡人意。當然,自動分割做不到的,仍然可以使用人工分割,手工操作盡管費時繁復,但有時也可充分發(fā)揮人的主觀能動性和專業(yè)知識的優(yōu)勢。因此,自動和人工分割的方法??梢月?lián)合運用。
圖3-2-4 區(qū)域種子生長法分離腹主動脈與骨骼
A.腹主動脈上種子點的延伸擴大;B.骨性結構分離后標記為藍色
當然,三維成像中分割出來的組織結構,不一定都被當作去除的結構,也可根據(jù)用戶需求保留下來,而將未被分割的組織去除。也可以在三維體數(shù)據(jù)中,逐個分割組織,分別保存,然后再進行圖像融合,各組織賦以不同顏色和透明度,從而實現(xiàn)多對象的組合繪制(圖3-2-5)。
圖3-2-5 腹部血管與臟器的多對象組合繪制
(陳 偉)
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