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医学图像三维可视化系统框架设计与开发
为了方便研究人员快速理解和开发特定针对性的医学图像三维可视化系统,本文基于VC构建了一个医学图像三维可视化系统设计框架.该框架在充分利用开源软件包VTK的可视化功能和ITK的图像处理算法的基础上,对参数管理与配置、功能对象和管道线设计等做了改进和优化.实验结果表明,该框架为进一步开发完善的图像处理和可视化系统奠定了基础,具有广泛的应用价值.
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基于反卷积方法的脑激活定位分析
目前用fMRI进行脑功能研究的主要依据是血流敏感性[1]和BOLD[2](blood oxygenation-level dependent)对比度增强原理.当某一脑区被激活时,由于血流增加,引起了氧合血红蛋白浓度的瞬态增加,导致磁化率加权脉冲序列中MR信号的增强.本文着重讨论了反卷积方法在脑激活定位中的应用.该法可以有效地提供良好的解剖学定位,为进一步实现被试间图像的比较分析或由多个被试提取一般性的脑活动机理做准备.
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基于图像处理的菌落自动计数系统
目的 针对现有菌落计数仪结构复杂、便携性差等缺点,本文设计了一种基于图像处理技术和Android平台来完成菌落自动计数的系统.方法 该系统由硬件拍照设备采集菌落图像,以智能手机为主要操作载体,对图像进行光谱阈值分割、中值滤波、洪水填充、开值运算、八邻域边界跟踪等多种算法处理后实现自动计数.结果 与菌落计数仪相比,该系统使用移动端手机APP实时获取菌落图像并得到计数结果,可直接在手机上对结果进行手动校正,具有成本低、操作简单、便携性好等优点.结论 基于图像处理的菌落自动计数系统与人工计数结果的相对误差不超过5％,满足菌落计数的要求.
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基于β函数和OpenGL的全景齿科图像立体显示
本文讨论了一种使用OpenGL技术对全景齿科X光图像进行立体显示的方法 .首先根据牙弓曲线特点,决定选用β函数曲线做为牙弓曲线拟合方法 ,按照用户给出的病人磨牙宽度、磨牙深度、尖牙宽度和尖牙深度进行牙弓曲线拟合.然后应用OpenGL中的纹理映射和三维绘制技术对全景齿科图像进行弯曲,并配合光照、旋转等功能,达到二维图像的立体显示效果.
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一种荧光比例成像方法的研究
常规的技术,如免疫荧光共定位,允许在光学分辨率极限上显示细胞不同蛋白的共同定位,但是通过一般的图像分析处理方法,不能方便准确地比较各种蛋白的相对分布,也不能追踪这些分布模式随时间的变化情况.新近发展应用的荧光比例成像则可对多重荧光图像进行半定量分析,对细胞的粘附结构提供准确的时空信息,加深人们对细胞粘附结构和功能关系的理解.本文通过对双重荧光染色图像进行噪声滤除、图像分割、比例计算以及伪彩色显示,对荧光比例成像方法进行了研究.实际应用工作显示该方法行之有效.
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分割重叠细胞核的方法及比较研究
基于内容检索的病理信息管理系统中,目标分割技术始终是特征参数测量的一个重要环节.本文研究了分割重叠细胞核的几种数学形态学方法,从理论和实验两方面分别讨论了各方法的原理、优缺点和适用性.
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基于二维X线图像骨组织三维重建的研究进展
医学图像的三维重建是当前国内外图像处理技术研究的热点，基于二维 X 线图像的三维重建这一新的重建方法在骨科疾病诊疗中的实际应用，不仅能够减少患者的检查费用，检查辐射剂量，更克服了传统的三维重建方式对检查体位的限制。本文结合近年来关于应用二维 X 线图像进行骨组织三维重建的文献报道，对这一重建方法的重建思路变化以及重建依据的分类进行总结，着重介绍了其在长管状骨、髋膝关节以及脊柱侧凸畸形等方面的应用情况，在对困扰其实际应用的旋转角度限制、图像分割识别等问题进行分析后，认为其必将在人体各组织器官的三维重建中得到应用。
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心肌核素断层显像中人工左心室长轴选择的校正
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大放射性计数值采样及Gauss-Newton优化方法进行模型参数的拟合.
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中国人股骨上段几何特征研究
目的研究股骨近端几何形态的统计规律,以改善现有的人工关节设计.方法成人尸体股骨480根,正侧位X光片摄片获得原始成像,用计算机数字图像技术结合测量21个参数,对股骨上段髓腔曲线进行拟合和统计.对股骨髓腔截面形态进行自动提取,并采用圆锥曲线拟合、二次曲线简化、形心曲线拟合等数学方法,将股骨髓腔截面形态简化为长短轴、形心轴线等几个参数.结果获得480例股骨上段参数的统计数据,150例股骨上段髓腔截面的长短轴以及截面形心的曲线拟合方程并对截面的长短轴和形心曲线方程进行了分类.讨论本研究对股骨髓腔21个参数做了大量统计分析,应用模式识别的方法将曲线形状参数以分类定为6种,并选出截面形心的曲线拟合方程,这些都为假体柄部的设计提供了科学的依据,为三维建模提供了基础,使得CAD优化设计成为可能.
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糖尿病视网膜病变自动筛查方法研究进展
糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)是糖尿病的严重并发症,是成年人视力下降甚至致盲的主要原因之一.适当的眼底筛查方法可预防糖尿病视网膜病变的发生,有利于疾病的早期诊断和治疗,有效降低失明率.自动的眼底图像处理是糖尿病视网膜病变的一种重要初步筛查方式,不仅可以减少人为误差,也大大减轻了眼科医生的负担.本文回顾了基于视网膜眼底数码图像的糖尿病视网膜病变自动筛查方法的研究进展,讨论了文献中多种现有技术的结果和不足,展望了其研究前景和面临的挑战,为糖尿病视网膜病变自动筛查算法的设计者提供了指导.
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医学图像处理中有关图像分割的新技术
图像分割是图像处理中基本和主要的技术.本文简要介绍了医学图像分割的常用分割方法,主要包括阈值分割、神经网络分割、模糊分割、遗传算法、统计方法和基于特定模型等方法的图像分割.并对其近年来的进展和应用进行了综述.
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彩色超声影像图文工作站的设计与实现
开发彩色超声图文工作站YNUPW2005,以获取、显示和处理超声动静态图像,自动生成并打印诊断报告.此彩色超声影像图文工作站改变了超声检测中图像的显示、处理和存储以及诊断报告生成的传统模式,为超声诊断、临床治疗和超声研究提供了精确的医学图文信息.
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浅谈CR系统的图像质量控制
数字化X线摄影技术近几年来发展迅速.尤其是CR技术,具有图像清晰、诊断准确率高和兼容PACS等优点,几乎达到了普及的状态.但是CR技术是通过IP板作为媒介的间接数字化技术,成像包括暗盒IP板曝光、激光扫描、荧光收集、光电倍增、图像处理和打印等关键环节,每个环节都可能影响图像质量.
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正电子发射断层图(PET)的原理与展望
1导言正电子发射断层图(positron emission tomography,PET)是电子计算机图像处理、核医学、微量放射化学合成、生物物理学的示踪动力学模型等多学科综合产生的医学成像新技术.目前在理论研究和临床诊断方面,已有广泛的应用[1～5].PET是用示踪核素标记的化合物注入人体内部,利用不同组织中示踪核素浓度的差异而显像.应用生物物理学的示踪动力学模型,就可以计算出人体各部位组织的局部血流量,物质转运速率,代谢速率和受体结合率等功能图像.因此PET的进展和应用愈来愈引起人们的注意和重视.
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能谱CT金属伪影消除技术和骨算法成像消减脊柱金属内固定物伪影的对比研究
目的 探讨能谱CT金属伪影消除(MARs)技术与普通CT骨算法重建在消减脊柱内固定术后伪影的价值.方法 回顾性分析2013年2月—2014年2月解放军第一一七医院22例行脊柱金属内固定置入患者的影像学资料.其中男14例、女8例,年龄30~77岁.22例患者术后不同时间分别行能谱CT MARs技术检查(MARs组)、骨算法成像检查(骨算法组).测量并计算各组感兴趣区的伪影指数(AI),采用骨窗图像质量主观评估标准对骨窗图像质量进行评分,比较MARs组和骨算法组患者骨窗图像质量评分情况,以及不同单能量值MARs组和骨算法组间AI的分布差异.结果 MARs组中,随着单能量值的减低,AI值逐渐增高.MARs组各单能量值和骨算法组间比较,AI值差异有统计学意义(F=8.696,P<0.05);进一步组间LSD-t检验显示,在60~140 keV条件下,MARs组AI值均小于骨算法组,差异均有统计学意义(P值均<0.05).骨窗图像质量评分比较,骨算法组(2.81±0.39)分,优于MARs组(2.00±0.53)分,差异有统计学意义(t=4.856,P<0.01).结论 能谱CT MARs技术和骨算法成像对消减脊柱金属内固定伪影各有优点,应当结合临床需要选择合适的CT成像技术.
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体质量指数结合迭代重建算法在螺旋 CT冠状动脉成像中的应用
目的：探讨 BMI 结合迭代重建算法在64排128层螺旋 CT 中降低冠状动脉 CT 成像辐射剂量的可行性。方法选取2013年12月—2014年8月山东省聊城市东昌府人民医院90例 CT 冠状动脉成像(CTCA)资料进行前瞻性研究,受检者均由临床医生拟诊为冠心病,且均无碘对比剂过敏史及其他不适合做 CTCA 检查的疾病。根据不同 BMI 将其分为3组,每组30例。 A 组,28 kg/ m2≤BMI≤31 kg/ m2；B 组,24 kg/ m2< BMI <28 kg/ m2；C 组,21 kg/ m2≤ BMI ≤24 kg/ m2。扫描参数：管电压均为120 kV,管电流 A、B、C 3组分别设为800、600、400 mAs；应用回顾性心电门控技术进行扫描,之后采用标准滤波反投影(FBP)、迭代重建算法 iDose4-3、iDose4-5及 iDose4-7分别对各组图像进行重建,从客观噪声及主观图像质量两方面进行评估。主观图像质量由2名具有10年以上诊断经验的医师采用冠状动脉15分段法进行评价,评价血管直径>1.5 mm 的节段。评分采用4分制方法。客观噪声方面,3组重建图像中于升主动脉前方脂肪密度区域选择感兴趣区(面积约14.5 mm2),测量其标准差值作为噪声值,比较噪声大小。扫描长度及辐射剂量指数由机器自动给出。结果主观评价方面,在 A、B、C 3组中均表现为：3分值以上等级者以 iDose4-3、iDose4-5重建组血管节段数多,2分值以下等级者以 FBP 与 iDose4-7重建组血管节段数多；FBP 和 iDose4-7分别与 iDose4-3、iDose4-5重建方式差异有统计学意义(P 值均<0.05),iDose4-3与 iDose4-5、FBP 与 iDose4-7差异均无统计学意义(P 值均>0.05)。客观评价方面,与 FBP 相比,iDose4-3、iDose4-5、iDose4-7各重建组平均客观噪声分别降低29.96%、51.56%、69.76%。各组患者不同重建图像噪声值差异均有统计学意义(P 值均<0.05),相同重建方式之间噪声差异均无统计学意义(P 值均>0.05)。与 A 组比较,B 组、C 组有效辐射剂量分别降低了25.83%、49.89%。结论迭代重建算法与 BMI 结合能有效降低辐射剂量,提高图像质量。
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数字技术在全膝关节置换术股骨旋转控制中的应用
目的 探讨在人工全膝关节置换术(TKA)中采用数字技术进行个体化股骨旋转定位的准确性及可行性.方法 选择上海市东方医院关节外科2012年5月-2013年1 1月68例膝关节严重退变病例纳入观察组进行回顾性分析,全部病例X线检查均符合Kellgren&Lawrence分级法Ⅲ级以上,且合并严重的膝关节疼痛及活动受限.术前CT扫描下肢采集数据后利用数字化软件Mimics14.01在建立的3D立体模型中测量股骨后髁角,在TKA中参照该角度进行个体化截骨,术后再次测量股骨后髁角.选择2010年9月-2012年10月统一采用外旋3°截骨的62例患者作为对照组.比较两组手术前后股骨后髁角以及股骨假体旋转不良率.结果 观察组68例采用数字技术的患者术前测得股骨后髁角5.14°±1.59°(1.05°～ 8.26°),术后0.83°±0.44°(0.03°～2.28°);对照组中62例采用传统技术的患者术前测得股骨后髁角5.47°±1.23°(1.97°～8.41°),术后3.82°±0.41°(0.08° ～6.93°).两组患者术前的股骨后髁角差异无统计学意义(t=1.349,P＞0.05),观察组术后股骨后髁角明显小于对照组,差异有统计学意义(t =39.973,P＜0.01).观察组股骨假体旋转不良率为10.3％ (7/63),对照组为38.7％ (24/62),两组比较差异有统计学意义(x2=14.420,P＜0.01).结论 TKA术前应用数字化技术测量股骨后髁角,并根据测量结果进行个体化股骨外旋截骨,可以获得良好的股骨旋转力线.
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基于数字图像视觉特征自动检测超声图像中胎儿颈项透明层
目的 利用计算机技术设计一种基于数字图像视觉特征的超声图像中胎儿颈项透明层(NT)的自动检测方法.方法 建立基于数字图像视觉特征自动检测超声图像中胎儿NT的方法,包括胎儿超声图像提取、连通分量提取、目标检测和NT测量的实现共4个主要步骤.评价标准实验图像(n=35)、临床挑选图像(n=1208)和人工已标注图像(n=120)3组图像采用自动检测方法进行NT测量的实验结果,包括其定位准确性和测量误差,并记录大误差值.结果 应用自动检测方法检测标准实验图像、临床挑选图像和人工已标注图像中胎儿NT的定位准确率分别为100％ (35/35)、90.7％(1096/1208)、90.8％(109/120),NT的测量误差均小于0.03 mm.结论 成功建立了基于数字图像视觉特征自动检测超声图像中胎儿NT的方法,可减少人工测量的主观性和随机性,提高超声筛查的准确性.
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管道骨骼线三维重建在肝脏可视化的应用
目的 研究三维重建数字化虚拟肝脏的方法.方法 将肝脏管道灌注后的肝脏标本进行螺旋CT扫描,获取CT扫描连续图像数据集.然后使用面绘制移动立方体(MC)算法重建肝脏及其内部管道结构表面模型,并对模型进行平滑和简化.确定出管道树上的关键节点,并使用改进的种子生长法生成管道树.将生成管道的表面模型和管道树相结合实现交互式分析.结果 肝脏管道灌注和铸型良好,螺旋CT扫描获取连续肝脏断面图像数据集242张.基于骨骼线提取的肝脏管道结构三维重建肝脏模型形态逼真,交互性强,通过设定各结构的透明度和颜色能单独或组合显示肝脏、肝静脉和下腔静脉、门静脉、胆囊,并可通过旋转、放大、缩小模型观察各结构.结论 基于肝脏管道骨骼线的方法进行肝脏及其管道系统三维重建可视化肝脏,生成肝脏和内部管道系统,立体空间感强,交互性好.
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基于非线性变换法提高平扫头颅CT的灰白质对比度
目的 采用矩阵实验室(MATLAB)图像处理技术构建一种非线性变换法,用以提高平扫头颅CT图像的脑灰、白质对比度.方法 使用西门子definition型双源CT采集38例(女16例,男22例)在本院就诊怀疑脑部病变的患者脑正常平扫图像数据,测量脑灰、白质的平均CT值,并计算对应的像素值,对各例DICOM图像行MATLAB后处理.通过频域内的圆形滤波器,实现图像的高、低通滤波分离.采用基于灰度值调整的非线性变换法,以脑灰质和脑白质的平均灰度值为两个转折点,对图像的灰度进行拉伸,以增强图像的灰白质对比.结果 38例患者的正常脑平扫图像,经灰度值非线性变换法处理后,两转折点处灰度值差值较原始图像增加了1.5个像素值(0＜△p≤3)；脑灰质和脑白质对比度也明显提高；灰白质分界更加清楚；且处理后图像与原始图像保持接近.结论 基于MATLAB图像处理软件的灰度值非线性变换法,能够在不增加噪声的前提下,有效增强平扫头颅CT图像的灰白质对比度,适用于任何CT机型采集的DICOM图像数据.
