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基于边缘检测与支持向量机的关节软骨自动分割算法研究
  • ISSN号:1000-5404
  • 期刊名称:《第三军医大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:R312[医药卫生—基础医学] R322.72[医药卫生—人体解剖和组织胚胎学;医药卫生—基础医学]
  • 作者机构:[1]第三军医大学学员旅十三队,重庆400038, [2]第三军医大学生物医学工程学院医学信息学教研室,重庆400038, [3]第三军医大学西南医院放射科,重庆400038
  • 相关基金:国家自然科学基金重大项目(61190122)
中文摘要:

目的设计并实现一种针对核磁共振成像(MRI)图像的关节软骨自动分割算法。方法利用像素的整体与局部特征分别构建二分类支持向量机(support vector machine,SVM)分类器对股软骨、胫软骨及髌软骨进行自动分割。首先提出一种基于边缘数目反馈的Canny检测器阈值迭代法并利用该方法提取图像的主要边缘,随后根据特征参数对提取的边缘进行识别并标记出不同的骨一软骨边缘,利用训练的SVM分类器对软骨进行初步分割并根据软骨的解剖位置缩小搜索空间,最后利用形态学操作对初步分割结果进行优化。结果自动分割结果中软骨的形态轮廓与原始图像吻合效果好,股软骨、胫软骨及髌软骨的Dice's系数平均值分别为0.80、0.76、0.74,与手工分割结果具有较好的一致性。结论该算法能够准确、快速地分割出MRI图像中不同的软骨组织。

英文摘要:

Objective To explore the possibilities of automatic segmentation of articular cartilage in the MR images. Methods Three binary classifiers were built with edge-distance, intensity and other voxel features using support vector machine to segment the femur cartilage, tibia cartilage and patellar cartilage separately. Firstly, an iterative procedure based on the feedback of the number of main edges was designed to get an appropriate threshold for Canny operator and extract the main edges with it from MRI images. Secondly, the different edges with some feature parameters were identified, which distinguished different cartilages synchronously. To improve the speed of segmentation, the search space was reduced according to the cartilage edge and its anatomic location. Thirdly, the cartilage tissues were classifiers. Finally, morphological operations were used to make edge was smooth in automatic segmentation results and had a segmented preliminarily with different trained those results better. Results The cartilage good consistency with manual segmentation results. The mean Dice similarity coefficient of femoral cartilage, tibial cartilage and patellar cartilage was 0. 80, 0.76 and 0. 74, respectively. Conclusion The algorithm can segment the articular cartilage automatically from MR images more accurately and quickly.

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期刊信息
  • 《第三军医大学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:第三军医大学
  • 主办单位:第三军医大学
  • 主编:钱桂生
  • 地址:重庆市沙坪坝区高滩岩30号第三军医大学学报编辑部
  • 邮编:400038
  • 邮箱:aammt@mail.tmmu.com.cn
  • 电话:023- 68752187
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-5404
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1126/R
  • 邮发代号:78-91
  • 获奖情况:
  • 先后20余次获全国、全军、教育部和省、市优秀科技...,2003年、2005年两度被评为"国家期刊奖百种重点科...
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:47530