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脑白质疏松症(Leukoaraiosis,LA)一种由多种病因引起以认知功能障碍为主要表现的临床综合症。目前,对LA的诊断除行为测试量表外,影像学如MR图像检查是重要的诊断依据。临床研究发现,脑白质疏松症的发生和进展与脑白质区域的静脉扩张具有相关性。深入研究两者之间的相关性将有助于了解LA发病机制,并为临床诊断治疗提供依据。临床上对LA疾病中静脉扩张程度的判断主要依靠医生对MR图像的主观判断和估计,缺乏客的观量化评价标准,易造成误诊。因此从图像处理学角度对LA病变MR图像中静脉进行分割和量化分析,对于LA的诊断和预后有很重要的意义。LA疾病脑部磁共振T1图像脑组织结构清晰、白质区域明显,但不能显示静脉细节信息;而相位图像静脉细节信息清晰(但脑组织结构和白质区域轮廓却不能清楚显示),因此,两种图像对于信息的显示有一定的互补性。本文以LA疾病MR图像中白质区域静脉的分割和量化分析为研究目标,应用图像处理学方法,基于T1图像和相位图像具有互补性的特点,进行了脑白质疏松症病人脑部MR图像配准和静脉分割的初步研究。将T1图像和相位图像进行配准,并分割出脑白质区域,对其中的静脉进行了提取和量化工作。研究内容有:1、介绍了医学MR图像处理的相关知识:作为本文的基础知识,扼要说明了医学MR图像配准的概念、过程和方法;介绍了医学MR图像的分割知识,对图像分割算法进行了分类描述。2、T1图像和相位图像配准:首先对两幅图像进行了线性滤波去噪的预处理;然后分别介绍了基于点、基于灰度的互相关和基于灰度最大互信息三种配准方法的原理,并在此基础上对T1图像和相位图像进行了配准,使其达到了空间上的一致;最后对三种方法的配准结果进行比较,验证了基于灰度的最大互信息配准方法的可行性。3、T1图像白质区域的分割:首先根据T1图像的特点,利用形态学处理方法对T1图像进行预处理,去除颅骨部分信息;然后,在介绍了K均值聚类分割方法的基础上提出了基于密度的K均值聚类图像分割方法对白质区域轮廓进行了提取;最后,对分割后的结果进行分析,验证了基于密度的K均值聚类的图像分割方法的有效性。4、相位图像白质区域静脉分割及量化:首先,通过空间映射得到了白质区域的静脉信息。然后,利用形态学高帽-低帽变换方法对相位图像白质区域进行预处理,增强图像对比度,突出静脉细节信息;然后使用小波变换方法对均衡化后的直方图去噪,以去除无用信息;去噪完成后,采用基于小波变换的多阈值分割方法对白质区域静脉进行分割;最后,对分割出的静脉信息进行量化分析,得到静脉所占白质区域的面积比例。