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笔者的经验与建议

时间:2022-03-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:对组织病理切片进行常规染色或者免疫组化染色,可以便于标定结构的图像分割。遗憾的是目前可以提供给缺乏工科背景的医学研究者使用的交互式医学图像分割软件不多,其中Mimics虽然提供的分割算法还不能说详尽,然而软件界面友好,便于上手,交互性好,可以满足一般的医学图像分割要求。比如Mimics软件的多层编辑工具就是利用了层与层之间解剖轮廓变化不大的特点进行多层编辑,同时Mimics软件也可以在三维空间中对选择的体素进行编辑。

虽然医学图像分割在计算机图形图像专业是一个研究热点,并且不断取得进步,但是由于以上所述原因,目前对于医学研究者来说尚不能完全让别人代劳。医学图像分割的目的是最大限度地达到医学研究或临床工作所需的精度,为此笔者建议进行医学影像体数据分割时需把握以下几点。

A:准备高质量的原始数据

“巧妇难为无米之炊。”首先,要充分了解研究项目内容,不同的研究目的对分割精度要求不同,用于解剖教学可能要求尽可能多的分割出毗邻组织,用于脑科虚拟手术计划的重建精度要比骨科虚拟手术计划重建精度高。其次,要充分了解各种影像设备的成像特点,影响成像精度的参数条件,根据研究目的选择适合的成像方式,以便于后继的图像分割。比如对人体标本事先进行血管灌注可以便于血管分割。对组织病理切片进行常规染色或者免疫组化染色,可以便于标定结构的图像分割。CT采用较高的扫描电压,可以提高分割骨骼的精度。最后要与相关科室及研究人员充分交流,以节约资源并获取高质量的原始数据。

B:充分熟悉所要分割的结构

影像读片,要心中有物眼中才能有物。首先对所要分割的解剖结构,要复习所有的相关解剖知识及复习文献,了解所要分割结构的解剖特征与变异,细致观察解剖标本,有条件的话进行实体解剖。其次,利用各种体数据集浏览方法,对所要分割的体数据集进行充分细致的浏览观察,逐层追踪解剖结构的改变,做到在进行实际分割前,心中已经对体数据集进行了大体的分割。需要注意的是解剖结构的几何形状不同,便于观察的断面也不同,比如条索状的膝关节交叉韧带在矢状断层上比在冠状面和横断面上容易观察与分割。

C:选择合适的医学图像分割软件或算法

“工欲善其事,必先利其器。”针对一个特定的分割任务如何选择分割算法或分割软件,是进行医学图像分割时必需考虑的问题。

简单地说,所有的分割算法都是利用所要分割对象的一些特征进行,比如灰度、颜色、纹理和形状等。因此,需要了解每种分割工具的原理,分析所要分割结构的图像特征,选择合适的分割工具进行图像分割。

如果有合适的自动分割算法可以完成分割固然是事半功倍的事,然而很多情况下单纯依赖自动分割方法尚不能满足医学对分割准确性的要求,因此由用户参与的交互式分割方法成为倍受关注的发展方向。理想的医学图像交互分割软件应该一方面提供基础分割工具和灵活交互的平台,另一方面有多种高效分割工具可供灵活选择。遗憾的是目前可以提供给缺乏工科背景的医学研究者使用的交互式医学图像分割软件不多,其中Mimics虽然提供的分割算法还不能说详尽,然而软件界面友好,便于上手,交互性好,可以满足一般的医学图像分割要求。

D:对体数据集要注意应用三维分割方法

医学图像分割的对象多为体数据集,对体数据集的分割,一种是逐层对每张二维图像进行分割,另一种是利用层与层之间的关联进行三维分割。充分利用层与层之间关联可以加快分割的速度和提高分割的精度。比如Mimics软件的多层编辑工具就是利用了层与层之间解剖轮廓变化不大的特点进行多层编辑,同时Mimics软件也可以在三维空间中对选择的体素进行编辑。

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