摘 要

医学图像分割是图像分割应用当中一个极为的重要领域，与此同时医学图像分割技术也是医学图像处理当中的一项基本技术。图像分割技术对于解决临床医学图像的分割是一个至关重要的问题。在文章中对一些比较常用的分割方法进行了一些简要的分类与归纳，比较简介的阐述了一下各种分割算法的研究现状。较为综合的介绍了一下最近几年来医疗图像的分割技术的发展方向，研究的关键点，还有一些医疗图像分割领域面临的挑战与难题。

VTK库是医学图像处理当中极其重要的一部分。VTK中包含了许多函数类，这些函数类多数都是用作进行图像的处理。它实现了读取医疗图像，并且让我们对图像的处理变得更加简便。

关键词：医学图像分割；医学图像分割现状；医学图像分割挑战；VTK库；

abstract

Medical image segmentation is an extremely important area of image segmentation, while medical image segmentation is also a basic technique in medical image processing. Image segmentation is a crucial issue in solving the division of clinical medical images. In the article, some of the more commonly used segmentation methods are briefly classified and summarized, and the comparative situation of the various segmentation algorithms is described. A more comprehensive introduction to the recent years of medical image segmentation technology development direction, the key point of research, there are some areas of medical image segmentation challenges and challenges.

     The VTK library is an extremely important part of medical image processing. VTK contains a number of function classes, most of these function classes are used for image processing. It implements reading medical images and makes it easier for us to handle images.

Key words: medical image segmentation; medical image segmentation; medical image segmentation challenge; VTK library;

目录

学位论文原创性声明 I

摘要 II

abstract III

第一章 绪论 1

1.1 目的与意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.3 本章小结 4

第二章 医学图像分割方法 5

2.1 基于区域的分割方法 5

2.1.1 阈值法 5

2.1.2 区域生长和分裂合并 7

2.1.3 分类器和聚类 8

2.1.4 基于随机场的方法 8

2.2基于边缘的图像分割法 8

2.2.1 基于曲面拟合的方法 9

2.2.2 串行边界查找 9

2.2.3基于数学形态学的边缘检测 9

2.3 结合区域与边界技术的方法 10

2.4 其他分割方法 10

2.5 本章小结 10

第三章 相关技术介绍 11

3.1 VTK库框架和在医学图像中的应用 11

3.1.1 VTK库的框架结构 11

3.1.2 VTK在医学图像处理当中的应用 12

3.2 DICOM格式图像的分析 12

3.3 本章小结 13

第四章 系统需求分析与设计 14

4.1 设计目标 14

4.2 系统需求 14

4.2.1 建立VKT库 14

4.2.2 利用VTK读取显示DICOM图像 18

4.3 本章小结 19

第五章 医学图像分割算法设计 20

5.1 边缘检测分割算法原理 20

5.1.1 图像分割概述 20

5.1.2 边缘检测分割 20

5.2 梯度算子 21

5.3 Canny算子 22

5.4 拉普拉斯算子 24

5.5 本章小结 24

第六章 系统运行测试 25

6.1 系统运行界面 25

6.2 系统运行结果 25

总结 27

参考文献 28

致谢 29

附录（主程序部分） 30

第一章 绪论

1.1 目的与意义

医疗学科是一门与全球人民的身体健康，生活水平密不可分的应用学科，而医学的发展水平高低在很大的意义上表达显示出了一个国家综合的发展水平，良好的医疗水平象征着国家的繁荣昌盛，人民幸福。从古至今，中国医生的诊断治疗都遵循着前人“望闻问切”的四个步骤。伦琴发现射线是世界医学上一个历史性的突破，医疗影像的出现让医生有可能实现对人体组织病变区的观察，让医生有着更好的方法能去进一步更加紧缺的了解病人的病情。因此影响技术在不断地发展和进步，自上世纪70年代，英国EMI公司成功研发出来了第一台头部的CT扫描机器，人类医学诊疗技术再一次迈上了一个新的台阶^【1】。

医学图像的三维重建是通过成像设备的二维图像集合，利用计算机合成重建形成病变区或者人体器官的三维图像^【2】。在临床医学中被广泛应用的基础是人体的物理属性与其内部的组织的空间结构可以被清晰的展现出来：

（1）辅助诊断:应用图像技术可以实现将影像任意比例放大、缩小、调整、对比、旋转、各种影像设备的成像合成、组织和器官的可视化选择。图像的成像技术可以达到让医生能够做到多角度多层次的对病灶区进行观察，对病灶区进行具体有效的分析，通过这种方法可以提高诊断的正确以及准确性，提高医疗效率与效果。

（2）仿真多角度扫描：MRI或者是CT图像都是被扫描组织部分的垂直切片图像，通过对这些图像的三维重建，并且对原始的数据进行重组，生成虚拟切片。极大程度上减少了X射线对于人体的伤害。

（3)数字化的解剖模型:把医学上的数据当作基础以此来建立人体三维可视化的模型，通过将人体器官与各个组织的立体解剖结构形象生动的表现出来，这对于开展医疗培训教学来说起着重大的作用。