Разработка программы полуавтоматической сегментации изображений для создания трехмерных моделей сосудов головного мозга

Биомеханическое моделирование является одним из этапов предоперационного планирования реконструктивных хирургических вмешательств и позволяет выбрать тот или иной вариант операции его и обосновать. Для выполнения биомеханического моделирования требуется создание пациент-ориентированной трехмерной твердотельной геометрической модели исследуемого объекта. Эта задача может быть решена при помощи компьютерной обработки данных компьютерной (КТ) или магнитно-резонансной (МРТ) томографии. Однако ручная процедура обработки КТ- или МРТ-исследований довольно длительна и трудоемка. Поэтому встает задача автоматизации этапа обработки этих данных с целью ускорения процесса построения моделей и повышения их точности и качества. Данная проблема на сегодняшний день остается нерешенной. При полуавтоматической обработке данных КТ или МРТ используются различные методы сегментации изображений. Среди них наиболее популярными и эффективными являются метод моделей с активным контуром и метод фронтального роста. При помощи данных методов удается сегментировать интересующие объекты из DICOM файлов и передать их для дальнейшей обработки. В данной работе приводятся результаты программной реализации трех методов сегментации изображений: автоматический метод, метод кривой по базовому цвету и рекурсивный метод фронтального роста. Работа методов проиллюстрирована на данных МРТ-исследования сосудов головного мозга с контрастным веществом. Приводятся результаты сравнительного анализа реализованных методов сегментации изображений. Разработанное программное обеспечение позволяет в полуавтоматическом режиме загружать DICOM изображения и получать на их основе плоские и трехмерные модели сосудов, а также передавать их для дальнейшей обработки в системы автоматизированного проектирования.