基于显著性分析的脑血管分割基础方法研究
批准号:
61601029
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
21.0 万元
负责人:
赵一天
依托单位:
学科分类:
医学信息检测与处理
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
郑永昌、范敬凡、宋爽、赵靖亮、董嘉慧、方慧卉、罗玲玲
中文摘要
脑血管组织错综复杂,形态细小、分支众多以及位置特殊和形态复杂等特性,精确地提取及重建脑血管成为一项国际性难题。由于缺乏有效、精准的血管分割方法,目前基于影像引导的方案存在着脑血管细节信息提取不全、血管连通性差、拓扑结构缺失等问题,这将直接导致了客观量化的监测手段的缺乏,常规影像引导的手术治疗手段风险极高。本项目针对脑血管高精度手术的迫切需求,开展脑血管精准分割的基础方法研究。拟研究内容具体包括基于Retinex的血管图像增强技术;基于紧凑性为特征的显著性分析方法,对核磁共振图像中的血管区域进行定位;基于无限边缘活动轮廓模型结合图像的显著性特征,实现在三维空间内对脑血管结构提取与精确分割;基于多分支预测并结合机器学习实现脑血管拓扑结构的建立。通过本项目研究所提出的理论方法来解决目前已有方法存在的问题,提高脑血管分割的准确性和有效性,本项工作在脑血管精准手术及疾病的临床预防诊断具有深远意义。
英文摘要
The automated detection of blood vessels is a prerequisite in the development of automated system for the analysis of vessels. Cerebrovascular diseases are often life-critical for individuals, and present a challenging public health problem for society, since the brain structure contains vascular bifurcations, small shapes, and complicated patterns. As thus, the detection and analysis of the cerebrovascular is a fundamental task in many clinical applications to support early detection, diagnosis and optimal treatment. In line with the proliferation of imaging modalities, there is an ever-increasing demand for automated vessel analysis systems for which where blood vessel segmentation is the first and most important step. The proposed framework consists of three technical components: Retinex-based image enhancement is employed to enhance vessels for its superiority in preserving the vessel edges, and also correct the image inhomogeneity; then, intensity and compactness enabled saliency detection is proposed to locate the vascular regions; finally, based on the detected saliency region, a saliency driven infinite perimeter active contour segmentation is proposed. This framework will become a powerful tool for management of a wide spectrum of vascular-related diseases.
脑血管组织错综复杂,形态细小、分支众多以及位置特殊和形态复杂等特性,精确地提取及重建脑血管成为一项国际性难题。由于存在着缺乏有效、精准的血管分割方法,目前基于影像引导方案存在着脑血管细节信息提取不全、血管连通性差、拓扑结构缺失等问题,直接导致了客观量化的监测手段的缺乏,常规影像引导的手术治疗手段风险极高。本项目面向对脑血管高精度手术的迫切需求,开展脑血管精准分割的基础方法研究。拟研究内容具体包括基于Retinex的血管图像增强;开展基于紧凑性为特征的显著性分析方法,对核磁共振图像中的血管区域进行定位;研究基于无限边缘活动轮廓模型结合图像的显著性特征,实现在三维空间内对脑血管结构提取与精确分割;基于多分支预测并结合机器学习,实现脑血管拓扑结构的建立。通过本项目研究所提出的理论方法来解决目前已有方法存在的问题,在脑血管的三维重建上获得了95.78%的准确率,拓扑结构建立上获得了92.34%的准确率。值得一提的是,依托于本项目,我们建立了世界首套脑血管人工标准,并作为可用于自动分割的金标准公开在网络上,显著缓和了目前脑血管分割无法客观评估的问题,为脑血管精准手术及疾病的临床预防和诊断具有深远的意义。
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Dense Dilated Network With Probability Regularized Walk for Vessel Detection
用于船舶检测的具有概率正则游走的密集扩张网络
DOI:
10.1109/tmi.2019.2950051
发表时间:
2020-05-01
期刊:
IEEE TRANSACTIONS ON MEDICAL IMAGING
影响因子:
10.6
作者:
[Mou, Lei, Chen, Li, Liu, Jiang]
通讯作者:
Liu, Jiang
Automatic 2D/3D Vessel Enhancement in Multiple Modality Images Using a Weighted Symmetry Filter
使用加权对称滤波器自动增强多模态图像中的 2D/3D 血管
DOI:
10.1109/tmi.2017.2756073
发表时间:
2017
期刊:
IEEE Transactions on Medical Imaging
影响因子:
10.6
作者:
[Yitian Zhao, Yalin Zheng, Yonghuai Liu, Yifan Zhao, Lingling Luo, Siyuan Yang, Tong Na, Yongtian Wang, Jiang Liu]
通讯作者:
Jiang Liu
CE-Net: Context Encoder Network for 2D Medical Image Segmentation
CE-Net:用于 2D 医学图像分割的上下文编码器网络
DOI:
10.1109/tmi.2019.2903562
发表时间:
2019-10-01
期刊:
IEEE TRANSACTIONS ON MEDICAL IMAGING
影响因子:
10.6
作者:
[Gu, Zaiwang, Cheng, Jun, Liu, Jiang]
通讯作者:
Liu, Jiang
Retinal Vascular Network Topology Reconstruction and Artery/Vein Classification via Dominant Set Clustering
通过优势集聚类进行视网膜血管网络拓扑重建和动脉/静脉分类
DOI:
10.1109/tmi.2019.2926492
发表时间:
2020-02-01
期刊:
IEEE TRANSACTIONS ON MEDICAL IMAGING
影响因子:
10.6
作者:
[Zhao, Yitian, Liu, Yonghuai, Liu, Jiang]
通讯作者:
Liu, Jiang
DOI:
10.1109/tmi.2019.2953584
发表时间:
2019-11
期刊:
IEEE Transactions on Medical Imaging
影响因子:
10.6
作者:
[Yifan Zhao;Yitian Zhao;Pholpat Durongbhan;Liangyu Chen;Jiang Liu;S. Billings;P. Zis;Z. Unwin;]
通讯作者:
Yifan Zhao;Yitian Zhao;Pholpat Durongbhan;Liangyu Chen;Jiang Liu;S. Billings;P. Zis;Z. Unwin;
共 10 条
眼底OCTA图像中血管相关结构精准提取的关键技术研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:55万元
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批准年份:2022
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负责人:赵一天
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依托单位:
基于眼科图像特征分析的阿尔茨海默病早期辅助诊断技术研究
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批准号:LR22F020008
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2021
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负责人:赵一天
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依托单位:
脑血管手术导航系统中的多模态影像分析方法基础研究
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批准号:LZ19F010001
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2018
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负责人:赵一天
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依托单位:
国内基金
海外基金