Segmentierung eines Knieknochens in 3D
Um die Eigenschaften einer Volumenskomponente zu messen und zu quantifizieren, bedarf es als ersten Schritt der Segmentierung. Um Knochenzellstoff in einem MRT-Volumen zu segmentieren, wird zunächst mittels eines Clustering-Algorithmus ein erstes grobes Ergebnis ermittelt. Anschließend gelangt man mit dem GrowCut-Verfahren zum Endergebnis.
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Auf das Volumen wird ein MedianFilter angewendet, um etwaiges Rauschen zu regularisieren. Eine initiale Segmentierung wird durch die Gruppierung von Voxel-Intensitäten mittels ClusteringComponents ermittelt. Dieser Vorgang gliedert die Daten in drei Regionen: in den leeren Raum, in Muskelmasse und in den Rest – also Knochen, Fett und Haut.
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Extrahieren Sie das Segment mit der höchsten Durchschnittsintensität, bestehend aus Knochen, Fett und Haut.
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| Out[4]= |  |
GrowCutComponents ermöglicht eine saubere endgültige Segmentierung. Zur unterschiedlichen Markierung von Knochen und Bereichen, die keine Knochen sind, kann man morphologische Operationen anwenden.
Das Knochensegment kann durch eine Erosion mit Radius 4 markiert werden. So werden alle dünnen Haut- und Fettschichten entfernt, allerdings auch Teile des Knochens.
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Nun zum markierten Bereich, der nicht zum Knochen gehört: Vergrößern Sie mittels Dilatation das nach der Erosion resultierende Knochenvolumen und extrahieren Sie die Fläche rund um das erweiterte Volumen.
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Führen Sie den 3D GrowCut-Algorithmus aus, um die Segmentierung zu verfeinern.
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Visualisieren Sie die Segmentierung.
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Nun kann für jedes Segment Größe und Dichte berechnet werden.
| Out[9]= |  |
| Out[37]//TraditionalForm= |
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