张勍[1]2003年在《医学图像的融合及心肌断层图像轴向校正技术的研究》文中提出近年来，SPECT和PET的临床应用范围已越来越广泛，尤其是在对威胁人类健康和生命的主要疾病，如心脑血管疾病、脑部疾病及肿瘤的应用发展最迅速。核素断层显像在心脑血管疾病等方面进行无损诊断、治疗决策和疗效判断得到广泛应用。 核医学图像的临床应用也将越来越广泛。国内在医学图像的研究此领域的研究尚处于起步阶段，同国外存在较大的差距，通过大力发展核医学图像处理的研究能够提高我国核医学研究和临床诊断的水平，更好地使用国内现有的核医学影像设备，缩小同国外在此研究领域中的差距。 本论文主要研究核医学图像后处理方面的一些临床算法的应用。包括两部分第一部分是对脑部医学影像融合的研究，介绍了医学图像融合的概况，基本知识，发展方向，详细阐述了利用互信息方法和powell数学优化算法结合在融合应用方面的研究。 第二部分是对心肌断层图像对于心肌轴向定位和校正的研究，在算法上在利用选用Garcia等人提出的目前广泛使用的“半球加圆柱”模型，及赵书俊等提出的左心室心肌最大放射性计数值采样模型中提出了利用POWELL数学最优化方法进行模型参数的拟合。为后续临床中心肌定量分析的计算提供个一种选择方法。
骆飞[2]2014年在《SPECT断层图像分辨力及其影响因素的研究》文中研究指明核医学优势在于可以定性、定量地对疾病进行诊断和治疗,单光子成像是核医学传统的成像方法并在近些年来呈现出新的快速发展。单光子发射断层仪(SPECT)断层图像定量分析将是核医学的一个发展方向,临床常用一些定量和半定量指标,不仅可以鉴别肿瘤的良恶性,在肿瘤的分期分级、治疗计划和疗效评估中都很有价值。SPECT图像部分容积效应较重,导致图像模糊、定量失真,严重影响对病灶尤其是小病灶的探测和定量分析。SPECT有限的空间分辨力是导致图像中部分容积效应的根源,是影响图像质量的重要因素,与临床诊断的准确性密切相关。本文的目的是探讨SPECT断层图像分辨力及其影响因素,以期为理解SPECT断层图像质量及进一步的定量分析研究提供依据。研究由二部分组成。第一部分从理论上对SPECT断层成像图像空间分辨力及其可能的影响因素进行了分析,包括空间位置、旋转半径、衰减校正、散射和重建算法等对SPECT分辨力的影响。第二部分通过模型实验中得到的数据对影响分辨力的几种情况经行了逐个分析及阐述,得到了SPECT断层分辨力随各影响因素的变化规律。这些规律不仅在对SPECT断层图像定量分析方面具有一定的理论价值,在科研及临床应用上也很有实际意义,对指导临床实践提高核医学图像质量很有裨益。本研究结果在临床SPECT实践中,为不同临床需求时优化成像条件及规范SPECT成像中相关的操作常规提供实验数据,并且,为提高图像质量及对图像定量分析提供了依据。不仅有理论的学术价值,在临床也有较好的应用价值。
李泽宇[3]2017年在《冠心病医学图像诊断的若干关键技术研究》文中提出医学图像诊断是一个跨学科、交叉融合的研究领域,涉及到放射学、影像诊断学、高等数学、统计学、计算机图形学、数字图像处理、模式识别和人工智能等众多学科,覆盖的专业知识领域很广。随着计算机处理速度的不断提升和应用领域的扩展,基于计算机图像处理的医学图像诊断技术被发现和不断改善。近年来,对冠心病医学图像的诊断成为研究热点之一,其理论创新和技术突破将对计算机图像处理产业化产生深远的影响,其研究具有重大意义。已有文献关于冠心病医学图像的分割、插值和叁维重建的研究大部分都存在片面性和孤立性,没有将这些问题串联起来考虑和寻找解决方法,而对冠状动脉狭窄程度的精准测量依然是一个世界性的难题。有鉴于此,本文研究在冠心病医学图像诊断过程中一系列关键技术问题,就图像自动分割、图像插值、图像叁维重建和冠状动脉狭窄程度精准测量问题进行深入的研究与探讨。具体来说,本文的主要工作与创新点在于:1.在冠心病医学图像自动分割方面,首先利用灰度直方图拟合正态分布曲线对目标区域图像进行分割和提取,从而达到了自动寻找种子点、对病变部分进行完整的分割的目的,以解决大多数的医学图像分割算法不能完全摆脱人工辅助选取阈值的问题。与区域生长算法和分水岭算法进行比较,拟合算法不仅在分割精度和自动化程度上具有显着优势,而且能够弥补以往常规CT和MRI检查手段的不足、增加医生及时、敏锐发现比较小的、早期的和位于隐蔽部分的病灶的机率,最终为患者设计最佳个性化治疗方案提供了新的可能。2.在冠心病医学图像匹配插值方面,首先通过小波变换,将原始图像分解成高频和低频子图,然后对低频子图先利用边缘检测,提取到的图像边缘轮廓,再通过一种寻找比例因子结合均方根算子求均值的复合方式进行匹配点插值,使得插值得到的图像更接近于真实情况。算法关键是寻找最优匹配点对和利用均方根算子求均值,对提取到的图像边缘轮廓进行匹配点插值,最后经过小波逆运算重新合成高频和低频部分,得到最终插值图像。冠状动脉血管造影图像(CTA)的插值是提高心脏血管叁维重建质量的关键,同时能够降低患者检查成本、缩短照射时间、减少身体被动接受照射的放射量。3.在冠心病医学图像叁维重建方面,首先在每条经过叁维数据场的射线上,根据观察者视点与图像远近的不同,使用曲面法线切点处的偏导数与视点和切点之间的距离的比例关系来调整采样频率,改变经典算法对所有射线上的采样频率都“一视同仁”的做法,实现当物体距离视点较近时,采样频率较高,模型表示较为细致,反之则采样频率较低,模型表示也较粗糙;其次在图像合成算子的计算上,设定对未到达屏幕的射线不参与不透明度和颜色值的合成计算。改进算法不仅能够有效提高图像渲染速度,而且还避免了伪影的产生,明显改善了图像的质量。4.在冠状动脉狭窄程度测量方面,首先使用改进的光线投影算法对病灶血管进行叁维重建,随后运用一种基于海森矩阵的冠状动脉中心线提取算法,提取目标血管的中心线;然后从重建的血管叁维模型的横断面入手,对横断面图像以中心线为原点建立直角坐标系,把图像分割到四个象限中去,在每个象限里运用定积分理论积出血管内血流区域与坐标系所围成的图形面积;最后通过内、外面积差与血管冠状截面面积的比值得到血管的狭窄度。该算法具有良好的有效性和准确性,有助于冠心病的早期发现、诊断和治疗,给临床诊断和术前规划提供了有效的依据,从而提高了冠心病患者的生存机率和生活质量。总之,针对冠心病医学图像诊断过程中的一系列问题,从图像自动分割、图像匹配插值、图像叁维重建和冠状动脉狭窄程度测量四个方面进行了详细论述。通过结合一系列临床影像数据实验,表明本文提出的算法具有良好的有效性和准确性,有助于临床上对冠心病的防治,也为患者降低了检查成本和降低了受照剂量,同时还在临床教学研究与住院医师规范化培训等方面提供更加丰富的操作手段和学习方式。
张斌[4]2006年在《基于DICOM标准的核医学PACS系统研究》文中研究指明DICOM(Digital Imaging and Communications of Medicine)已成为数字化医学图像格式和传输的世界标准，而遵循该标准实现的PACS(Picture Archiving and Communication system，医疗图像管理与通信系统)系统也已成为医疗机构信息化的基础设施之一，在临床诊断、医学研究和教学、远程医疗等领域正扮演着越来越重要的脚色。 DICOM标准主要包括数字化医学影像的数据结构和传输规范的定义。其目标是实现医疗影像信息的无障碍交流和共享，实现各种成像设备和医疗信息系统之间的互联互通互操作。 PACS系统运用了多种现代信息技术，采用DICOM标准，实现对医学图像的采集、存储、管理、传输和重现。其目标是临床诊断的无胶片化，医学影像资源的充分共享和利用。PACS系统的核心任务是医学影像的存储管理与传输控制。 核医学成像是将放射性药物引入人体后，通过探测放射性核素的分布来反映脏器的形态、生理和代谢功能的成像手段，是目前最佳的分子水平成像模态，但其空间分辨率低。在核医学科建立PACS系统，借助该平台，实现多模态图像的配准和融合，将会克服核医学影像的缺点，充分发挥它的独特优势，这就是本论文的研究目的所在。 本论文首先深入细致地剖析了DICOM 3．0标准的核心内容，包括面向对象的信息单元和功能单元定义、数据编码规则、层次化信息模型、图像文件解析、网络协议架构、基于C／S结构的通讯模型等内容，这是理解DICOM标准的钥匙，也是PACS系统开发的基石。 其次，对PACS系统的体系结构和关键实现技术进行了分析和总结，包括网络通讯、数据库设计、存储方案实施和关键的设计规划准则。 最后，遵照DICOM标准和PACS系统设计原则，规划设计了一个小型核医学科PACS系统，包括服务器端和工作站端，可实现基本的医学影像传输和管理，实现对核医学影像的初步处理。并将项目组前期开发的核医学图像处理模块，整合进PACS系统的影像工作站软件中，以满足核医学图像处理的特殊需求。论文详细描述了服务器的架构、功能、数据库结构以及多线程数据调取模块、传输控制策略和DICOM数字网关的实现，并介绍了已实现的核医学图像处理模块的原理与功能。
潘军[5]2005年在《多元地学空间数据融合及可视化研究》文中认为本论文在研究遥感、地球化学、地球物理等空间数据特征的基础上,采用关联规则分析方法进行多元数据融合,并进行可视化数据挖掘方法研究,实现研究区基于多元地学空间数据的目标信息提取。这一成果对于多元地学空间信息综合利用的方法和应用研究具有重要应用价值。论文研究内容包括:研究多元数据融合的地学信息提取基础;研究遥感图像像元与地球化学数据单元的空间对应关系以及遥感数据空间网格尺度转换方法;研究地球化学数据与遥感数据定量融合的技术方法;多元数据融合和数据挖掘可视化研究。主要研究成果:Hough 变换和数学形态学处理方法优化了从遥感数据所提取地物目标的空间特征;地学空间实体及现象的叁维可视化提高了对目标空间分布、演化规律的认知能力;提出了遥感数据空间网格尺度转换方法并实现其与地球化学数据的相互融合;探讨了关联规则分析模型与可视化成图方法,分析研究区典型矿床(点)遥感蚀变信息与地球化学异常内在关系,发现Ag、As 元素及(As+Ag)/(Pb+Zn)元素组合形式与遥感蚀变信息、构造格局以及已知矿床(点)在空间上具有良好的对应关系。
王岭[6]2010年在《基于IVUS图像分割和CAG叁维重建技术的数据融合研究》文中研究表明冠状动脉疾病中常见的动脉粥样硬化是危害人类健康的首要疾病之一,其主要的临床诊断方式为:X射线冠脉造影图像(Coronary angiography, CAG)和血管内超声成像(Intravascular Ultrasound, IVUS)。CAG可以对冠状动脉的结构和血管狭窄进行客观诊断,并可以通过叁维重建获得具有空间形态结构的叁维骨架,以便直接观察冠状动脉形貌特征。IVUS不仅可以对血管腔的直径、面积等参数进行精确测量,而且可以发现早期的冠状动脉粥样硬化斑块,进而对斑块的偏心距,壁厚及成分含量进行检测。融合CAG和IVUS图像数据,可以使两种方法的优势得到互补,在获得完全的冠状动脉实体模型的同时,不仅可以观察到血管段的空间位置,而且可以获得感兴趣血管段的内外膜及斑块量化数据,从而辅助临床诊断治疗。本文的研究内容主要包括以下几个方面:1.基于改进的Snake模型的血管内超声图像内外膜分割利用时空滤波器对IVUS图像进行图像增强。基于传统的Snake模型,通过改进内部能量函数和设计外部图像力,降低Snake函数曲线对斑块噪声和椒盐噪声的敏感度,在改善局部分割效果的同时,用贪婪法对Snake能量函数进行全局优化计算。2.感兴趣血管段导引丝和血管骨架的叁维重建及其优化提出了对感兴趣血管段导引丝叁维重建的优化方法:即分别进行匹配点优化和几何变换矩阵优化。利用弦长公式设置六对初始匹配点,设计匹配点对的目标能量函数,并利用动态规划算法进行优化求解。3. IVUS图像序列在叁维导引丝上的定位计算提出了IVUS图像序列在叁维导引丝上的定位方法:对导引丝序列点进行叁次均匀B样条的光顺拟合,利用最佳垂平面法求取对应点的切矢量,并通过坐标变换关系,实现IVUS图像序列在导引丝上的定位。4. IVUS图像序列在叁维导引丝上的定向计算提出了IVUS图像序列在叁维导引丝上的定向方法:利用空间曲线模型对相邻帧图像间的相对角度进行计算,根据匹配点对的空间几何关系求取偏心角,并用四元数和复合矩阵变换实现IVUS图像在导引丝上的准确定向。5. IVUS图像序列与冠脉造影图像的数据融合实验利用模拟实验验证了定位、定向算法的正确性;利用临床获得的CAG和IVUS图像进行了数据融合实验,验证了融合算法的准确可行性。
毛娟[7]2016年在《多模心脏图像融合的研究》文中研究表明计算机断层扫描血管造影(Computed Tomography Angiography,CTA)、X射线冠状动脉造影(Coronary Artery Angiography,CAG)和血管内超声(Intravascular Ultrasound,IVUS)是目前临床对心脏疾病的诊断和治疗常用的成像方式,不同的成像方式可提供互补的信息。本文研究CTA图像与IVUS图像以及CAG图像的融合方法。对于CTA与IVUS图像的融合,具体方法是:首先,提取CTA图像的叁维血管腔中心线;然后,提取IVUS图像中的血管壁内外膜轮廓;其次,沿CTA叁维血管腔中心线确定各帧IVUS图像在叁维轴向位置和空间方位;最后,对叁维血管表面进行曲面拟合,得到最终的融合结果,将CTA图像提取的血管腔中心线的空间结构信息与IVUS图像序列提取的血管壁横截面信息融合起来。采用临床采集的数据对融合结果进行定性的分析和定量的评估。对于CTA图像与CAG图像的融合,具体方法是:首先,提取CTA图像的叁维血管腔中心线;然后,提取CAG图像的二维血管腔中心线;其次,对CTA叁维血管腔中心线进行二维投影,得到数字影像重建(Digitally Reconstructed Radiograph,DRR)图像;最后,根据相似度函数得到与CAG图像最接近的DRR图像,完成CTA图像与CAG图像的融合,将CTA图像的叁维血管中心线高分辨的优势与CAG图像提取的二维血管中心线准确判断病变位置的信息融合起来。采用临床采集的数据通过图像融合评价标准对图像融合质量进行评价,分析方法的优缺点。
杨全玖, 赵书俊, 刘力[8]2005年在《心肌核素断层显像中人工左心室长轴选择的校正》文中研究指明论述了作者在心肌核素断层显像图像处理方面的研究工作,采用左心室长轴取向校正算法对明显存在主观性和变异性的左心室长轴人工选择进行校正。在算法上提出应用左心室心肌最大放射性计数值采样及Gauss Newton最优化方法进行模型参数的拟合。
齐香玲[9]2007年在《遥感在山西大同煤田地质灾害调查中的应用》文中研究表明大同煤田地质灾害遥感调查是遥感技术在地质灾害中的又一次应用。煤炭行业是我国国民经济的支柱产业之一，但是矿产资源的开发，特别是不合理的开发、利用，打破了矿山系统原始的平衡状态，已对矿山及其周围环境造成污染并诱发多种地质灾害，破坏了生态环境。越来越突出的环境问题不仅威胁到人民生命安全，而且严重的制约了国民经济的发展。崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害正随着矿产资源的开发而加剧。我国利用遥感技术开展地质灾害调查虽然起步较晚，但进展较快。在大同地质灾害调查中利用10米分辨率的SPOT遥感数据和30米分辨率的ERS-1／2雷达影像数据对煤田地区的地质灾害进行了分析调查。我们通过对spot遥感图片进行解译总结了卫片的解译方法和解译标志，对崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害进行了详细的调查研究分析；我们利用合成孔径雷达干涉测量(Interferometry Synthetic Aperture Radar)原理对开采区的开采沉陷问题进行了研究，在沿用传统光学遥感技术手段进行大同煤田开采裂缝、固体废弃物压占等地质环境调查与评价的基础上，跟踪国内外最新的遥感技术，努力占领遥感技术发展的制高点，在国内首次采用干涉合成孔径雷达技术(InSAR)进行大同煤田多期开采沉陷地质环境调查与评价。本论文采用野外调查与室内分析、评价相结合、常规技术手段与新型技术手段相结合、重点调查与一般调查相结合的方法，运用环境地质学等多学科的理论和技术手段，对野外采样结果、室内测试结果及区内已有的研究成果进行了综合分析与总结，按照项目设计的技术路线和工作量，对工作区的地质环境现状进行了系统调查和评价。
陈海宇[10]2011年在《激光成像技术诊断心血管疾病的实验研究》文中研究指明心血管疾病是当今威胁人类生命健康的最主要疾病之一。目前诊断心血管疾病的方法均有不足之处。而激光成像技术如:光学相干层析成像技术和光声成像技术,因其优异的特性如实时、无创、自发性的光层析、较低的光漂白与光损伤、较佳的成像对比度,近年来在生物医学领域上,吸引了不少学者的高度兴趣。因此本课题将激光成像技术[主要为光学相干层析成像技术(optical coherence tomography, OCT)和光声成像技术(photoacoustic imaging technology, PAT)]应用在心血管疾病(心肌缺血损伤及再灌注、动脉球囊损伤后再狭窄)的诊断领域,希望为其在临床应用提供理论依据。1. OCT判断心肌缺血损伤再灌注程度目的探讨OCT判断心肌缺血损伤再灌注程度可行性。方法将126只雄性SD大鼠随机分成实验组(长时间缺血再灌注组和短时间缺血再灌注组)和对照组,实验组采用结扎SD大鼠左前降支冠状动脉不同时间(15min、60min)后再灌注(5min、30 min、60min、90min、120min),对照组仅穿线不打结,在不同时间点描记心电图并获取左心室前壁缺血区域OCT图象,采血检测血清学指标。实验后摘除心脏做病理学检测。结果实验组血清学指标及病理学指标都表明随着再灌注时间的延长,心肌缺血损伤的逐渐减轻,对照组无明显变化,两组相比差别具有统计学意义(P<0.05)。实验组OCT图象全衰减系数(μt)逐渐增大,对照组μt无明显变化,两组相比差别具有统计学意义(P<0.05);实验组μt与血清学指标及组织病理学指标均高度相关(P<0.01)。结论研究表明OCT技术用于诊断心肌缺血损伤再灌注程度是可行的。2. OCT判断大鼠动脉球囊损伤后再狭窄程度目的探讨OCT判断大鼠动脉球囊损伤后再狭窄程度的可行性。方法将60只雄性SD大鼠随机分成对照组(假手术组30只)和实验组(球囊损伤30只)2组,每个时间点(造模前、造模后第2、7、14、28天)各6只,制备大鼠颈总动脉球囊导管扩张损伤模型,在各个时间点将动脉组织行OCT检测并和血清学指标、病理学指标相比较。结果实验组血清学指标及病理学指标都随着造模时间逐渐加重,对照组无明显变化,两组相比差别具有统计学意义(P<0.05)。实验组OCT图象散射系数(μs)逐渐增大,对照组μs无明显变化,两组相比差别具有统计学意义(P<0.05);实验组μs与病理学指标高度相关(P<0.01)。结论研究结果表明OCT是评估动脉球囊损伤后再狭窄程度的可行方法。3. PAT判断心肌缺血损伤程度目的探讨PAT判断心肌缺血损伤程度的可行性。方法采用结扎SD大鼠左前降支不同时间(5min、30 min、60min、90min、120min)做为实验组,仅穿线不打结做为对照组,在不同时间点描记心电图并采血检测血清学指标,当心脏停跳后获取左心室前壁缺血区域PAT图象,提取分析PAT图象的灰度值。实验后摘除心脏做病理学检测。结果实验组心电图结扎后ST段抬高值≥0.1mV,和对照组相比差别具有统计学意义(P<0.01);实验组血清学指标及病理学指标都随着造模时间延长而逐渐增加,对照组无明显变化,两组相比差别具有统计学意义(P<0.05)。实验组PAT图象的灰度值逐渐减小,对照组的灰度值无明显变化,两组相比差别具有统计学意义(P<0.05);相关性分析显示实验组的灰度值与血清学指标及病理学指标均存在相关关系,呈负相关(P<0.05)。结论研究结果表明PAT技术用于判断心肌缺血损伤程度是可行的。本课题实验结果表明, OCT和PAT是一类极有潜力的工具,可用于定量显示和分析心血管疾病,在心血管疾病诊断方面具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1]. 医学图像的融合及心肌断层图像轴向校正技术的研究[D]. 张勍. 郑州大学. 2003
[2]. SPECT断层图像分辨力及其影响因素的研究[D]. 骆飞. 北京协和医学院. 2014
[3]. 冠心病医学图像诊断的若干关键技术研究[D]. 李泽宇. 上海大学. 2017
[4]. 基于DICOM标准的核医学PACS系统研究[D]. 张斌. 郑州大学. 2006
[5]. 多元地学空间数据融合及可视化研究[D]. 潘军. 吉林大学. 2005
[6]. 基于IVUS图像分割和CAG叁维重建技术的数据融合研究[D]. 王岭. 天津大学. 2010
[7]. 多模心脏图像融合的研究[D]. 毛娟. 华北电力大学. 2016
[8]. 心肌核素断层显像中人工左心室长轴选择的校正[J]. 杨全玖, 赵书俊, 刘力. 北京生物医学工程. 2005
[9]. 遥感在山西大同煤田地质灾害调查中的应用[D]. 齐香玲. 太原理工大学. 2007
[10]. 激光成像技术诊断心血管疾病的实验研究[D]. 陈海宇. 福建医科大学. 2011