基于编解码结构的全心脏CT图像分割

发布时间：2025-06-28 05:48

　　心脑血管疾病是全球人类疾病死亡的首要原因,为此人们投入大量精力预防和治疗心脑血管疾病,而CT图像等三维医学成像技术所提供的病理信息和解剖学信息是医生诊断心脑血管疾病的主要依据之一,例如通过CT图像获取得到的全心脏解剖结构信息,对诊断心率衰竭、先天性心脏衰竭以及指导射频消融手术具有重要作用,由于人工手动分析医学图像费时费力,因此快速而精准自动化分割医学图像具有重大意义,本课题针对医学图像中广泛使用的心脏CT图像的全心脏自动化分割算法进行了研究。本文第一部分首先对目前流行的全心脏分割算法进行了总结,研究了目前全心脏分割存在的两大难点:背景组织(即除心脏子结构外的组织)像素点数量远远多于心脏子结构像素点数量,以及心脏子结构之间、心脏子结构和背景组织的边界像素值非常接近导致边界非常模糊。本文在比对了2D分割和3D分割的优劣之后,选取了最能保留切片间上下文信息的3D UNET,并且使用在小样本集上表现良好的3D深度监督UNET作为基础网络,随后,提出了多深度融合块以协助网络融合上下文信息。最后,将Focal损失与Dice损失融合形成新的损失函数,以抑制类别不平衡,并且减小易分像素点的损失,迫使网络...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1心脏几何方向示意图

图1-1心脏几何方向示意图图1-2心脏CT图像轴状轴方向的一个典型切片（左）及其对应分割标签（右）在使用医学成像设备获取对应的医学图像后，人们可以通过ITK-SNAP等工具手动标注心脏子结构，从而获得全心脏分割结果，但是医学图像标注任务十分繁琐，例如全心脏CT....

图1-2心脏CT图像轴状轴方向的一个典型切片（左）及其对应分割标签（右）

-4-图1-2心脏CT图像轴状轴方向的一个典型切片（左）及其对应分割标签（右）在使用医学成像设备获取对应的医学图像后，人们可以通过ITK-SNAP等工具手动标注心脏子结构，从而获得全心脏分割结果，但是医学图像标注任务十分繁琐，例如全心脏CT图像往往由数百张2....

图1-3来自于不同地点采集到的不同个体CT图像

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文心脏的形状由于个体间差异或者成像设备的差异会发生较大变化（如图1-3所示），在健康者心脏分割表现良好的模型可能会在心脏病患者样本上表现出较差的效果。（3）背景组织像素点的数量远远多于心脏子结构像素点的数量，由于这三个因素，分割难度大大增加。对全心....

图2-2心脏CT图像中相邻的10个切片

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文2.3.22D分割与3D分割的比较在针对3D体数据分割时，目前存在两种选择，一种是使用2D分割，也即从某个方向（通常是轴状轴方向）逐层切分体数据，然后对2D切片逐个执行分割操作，2D分割的优势在于较小的计算量和存储量要求，并且可....

本文编号：4054520