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启发式牙颌CT影像自动分割
３４ 卷 １ 期 中 国 生 物 医 学 工 程 学 报 Ｖｏｌ. ３４ Ｎｏ.１６
２０１５年２月 Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２０１５
启发式牙颌 ＣＴ影像自动分割
∗
黄志伟 戴 宁 刘 浩
(南京航空航天大学机电学院ꎬ南京 ２１００１６)
摘 要:准确快速地分割ＣＴ切片特征轮廓是医学图像三维重建的重要环节ꎮ 现有的轮廓分割方法必须通过手动
层层交互操作ꎬ不仅耗时而且分割精度不高ꎮ 针对这种局限性ꎬ提出一种基于启发式牙颌 ＣＴ影像自动分割方法ꎮ
首先用拉普拉斯算子对ＣＴ 图像序列进行边缘增强ꎬ其次用轮廓匹配映射技术实现轮廓启发式传递ꎬ最后基于收缩
包围算法自动分割牙颌序列ꎮ 以１４例完整牙(每例２８~３２颗牙数据样本)锥束ＣＴ断层扫描图像序列进行实验ꎬ
在相同条件下分别用所提出的轮廓自动提取方法和其他提取方法ꎬ对实验样本进行轮廓提取ꎬ得到单颗牙轮廓提
取的平均用时和提取轮廓与真实轮廓之间的距离差平均值ꎮ 实验结果显示ꎬ轮廓自动分割算法提取单颗牙轮廓的
用时约为其他手工分割法提取单颗牙轮廓用时的２３％ꎬ同时提取的轮廓质量和用传统方法提取的轮廓质量相当ꎮ
该方法为ＣＴ数据特征区自动化分割提供一种可行且高效的方法ꎬ为进一步改进现有的ＣＴ影像分割和三维重建算
法提供了新的思路ꎮ
关键词:边缘增强ꎻ收缩包围ꎻ启发式自动提取
中图分类号 Ｒ３１８ 文献标志码 Ａ 文章编号０２５８￣８０２１(２０１５)０１￣００４６￣０９
Ｈｅｕｒｉｓｔｉｃａｌｌｙ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｄｅｎｔａｌ
ａｎｄ Ｍａｘｉｌｌｏｆａｃｉａｌ ＣＴ Ｉｍａｇｅｓ
∗
Ｈｕａｎｇ Ｚｈｉｗｅｉ Ｄａｉ Ｎｉｎｇ Ｌｉｕ Ｈａｏ
(Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＮａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ
Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ＆ＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓꎬＮａｎｊｉｎｇ ２１００１６ꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｓｅｇｍｅｎｔｉｎｇ ＣＴ ｓｌｉｃｅｓ ｆｅａｔｕｒｅｄ ｃｏｎｔｏｕｒ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ａｎｄ ｒａｐｉｄｌｙ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒｔ ｉｎ ｔｈｅ ｍｅｄｉｃａｌ
ｉｍａｇｅ ３Ｄ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ. Ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｃｏｎｔｏｕｒ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｈａｖｅ ｔｏ ｍａｎｕａｌｌｙ ｅｘｔｒａｃｔ ｏｕｔｌｉｎｅｓ
ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅｌｙ ｌａｙｅｒ ｂｙ ｌａｙｅｒꎬｎｏｔ ｏｎｌｙ ｔｉｍｅ￣ｃｏｎｓｕｍｉｎｇ ｂｕｔ ａｌｓｏ ｌｏｗ ａｃｃｕｒａｃｙ. Ｆｏｒ ｔｈｉｓ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎꎬｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ
ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｏｕｒ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｏｏｔｈ ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｈｅｕｒｉｓｔｉｃ ｉｎ ｄｅｎｔａｌ ａｎｄ
ｍａｘｉｌｌｏｆａｃｉａｌ ＣＴ ｉｍａｇｅｓ. Ｆｉｒｓｔꎬｗｅ ｅｎｈａｎｃｅｄ ａｌｌ ｔｈｅ ｉｍａｇｅ
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