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百岁老人脑室图像分析研究

作　者: 贡兆金
导　师: 陆建峰
学　校: 南京理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 百岁老人核磁共振脑室 Snake 形状分析体积分析 AD MCI
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 13次
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内容摘要

和普通人相比,百岁老人要比普通人要多活20-30年,大脑作为人体最精密的器官,百岁老人的大脑是否和普通老人也有所不同呢?脑室作为大脑内部最明显的生物标识,其形状变化反映了大脑内部的变化。本文抽取了百岁老人的脑室,并与普通老人、轻度认知障碍(MCI)、老年痴呆(AD)患者的脑室进行了分析和比较。本文首先对获得的图像进行配准,利用基于熵的多阈值分割算法对图像进行分割,成功将大脑分割成多类目标；分割完成之后,利用GVF Snake算法对脑室进行提取,并对GVF Snake算法的初始化条件进行了改进,较好地消除了初始化对结果的影响；然后利用形态学操作,对提取的脑室轮廓进行平滑处理。对平滑处理后的脑室图像利用SPHARM工具对其进行表示,并采用点分布模型对其采样,得到平均分布的脑室采样结果,最后采用统计学方法对脑室进行统计分析,从而得到百岁老人脑室形状和其他对比组的差异。从实验分析表明,百岁老人和普通老人的脑室的形状的差异不是很大,而与轻度认知障碍患者和老年痴呆症患者的脑室差异较大。另外,通过体积分析,我们发现百岁老人的脑室体积比普通老人以及轻度认知障碍患者的脑室体积大。从以上分析结果可以看出,就脑室形状而言,百岁老人和普通老人相似,但是由于脑室萎缩,脑室体积要比普通老人大,因此,决定患老年痴呆与否的并不是脑室大小,而是脑室的形状变化,它对大脑的功能发挥具有重大影响。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
1 绪论  7-12
  1.1 论文的研究背景和意义  7-8
  1.2 形状分析综述  8-10
    1.2.1 形状检测  8-9
    1.2.2 形状描述  9
    1.2.3 形状的相似度计算  9-10
  1.3 论文的研究内容和组织结构  10-12
2 核磁共振分割算法研究  12-30
  2.1 核磁共振图像  12-16
    2.1.1 核磁共振图像的读取  12-15
    2.1.2 图像预处理  15-16
  2.2 分割算法研究  16-27
    2.2.1 经典OTSU算法  17-18
    2.2.2 改进OTSU算法  18-19
    2.2.4. K均值算法  19-21
    2.2.5. 迭代自组织的数据分析算法(ISODATA)  21-24
    2.2.6 基于熵的阈值分割  24-27
  2.3 本章小结  27-30
3 脑室提取及形状描述算法  30-45
  3.1 主动轮廓的模型  30-35
  3.2 模型的改进  35-37
  3.3 基于球面调和函数的形状表示  37-41
    3.3.1 简介  37
    3.3.2 球面调和函数定义  37-41
  3.4 实验结果  41-44
    3.4.1. 脑室的预处理  41-42
    3.4.2. 脑室的表示  42-44
  3.5 本章小结  44-45
4 脑室配准建立和统计分析  45-51
  4.1 脑室配准  45-46
  4.2 数据采样  46-47
  4.3 使用Hotelling T2统计分析  47-49
  4.4 多重比较的修正  49-50
  4.6 本章小结  50-51
5 实验结果与分析  51-64
  5.1 实验流程  51-52
  5.2 数据预处理  52-53
  5.3 脑室提取  53-54
  5.4 使用SPHARM形状表示  54-55
  5.5 百岁老人脑室与组1进行比较结果  55-58
  5.6 百岁老人脑室与组2进行比较结果  58-62
  5.7 体积分析  62-63
  5.8 小结  63-64
6 总结与展望  64-65
  6.1 总结  64
  6.2 展望  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-68

百岁老人脑室图像分析研究

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