基于高斯过程和Radon变换的视网膜血管管径测量

视网膜血管管径的异常变化与糖尿病、高血压等心脑血管疾病发展进程息息相关,眼底图像中视网膜血管信息的提取是计算机辅助分析和诊断相关疾病的重要步骤。本研究提出一种视网膜血管管径测量方法。首先对眼底图像进行图像预处理,然后基于高斯过程和Radon变换准确跟踪血管中心线和方向,最后利用二维高斯过程回归技术测量血管管径。在DRIVE和STARE这两个眼底图像数据库中进行测试。结果表明不论是对于曲率较小的近似直线型血管段、曲率较大的弯曲型血管段,还是对于管径发生变化的血管段,本文方法都能较好地检测出血管管径宽度,且标准差低、运算速度快。     

微循环血管管径实时分析测量

微循环是当代医学研究的一个重要课题,血管管径的测量,尤其微血管管径变化的动态实时分析测量是微循环医学研究的一个重要方面。本文提出横断直线方法实时跟踪测量血管管径的变化。横断直线法可综合分析血管两侧管壁所在的狭长区域内图象的灰度大小、梯度变化以及区域内离差系数分     

用自适应血管边缘检测方法自动跟踪测量血管自律运动

为实现以视频速度实时测量，建立一条与血管轴向垂直且在血管径向覆盖血管边缘的测量线作为采样窗口。通过对该测量线光密度分布的分析得到一个可逐帧自适应光密度变化的动态阈值，根据血管边缘区域内光密度曲线的形态特征和管径动态变化的可能范围来判定微血管边缘。建立多项判定规则提高边缘测定的精度并跳过非边缘区以加快处理速度。为进一步提高这种边缘测定的可靠性，在原图像上叠加一个与被测血管边缘位置相一致的动态图形指示。实用结果发现：即使在微血管图像背景复杂和反差较弱的情况下，这种采用自适应阈值和多项判别规则的微血管边缘动态检测方法仍能完成对微血管自律运动的自动跟踪测量     

基于深度学习和二维高斯拟合的视网膜血管管径测量方法

糖尿病、高血压等疾病会引起视网膜血管的形状发生变化,眼底图像血管分割是疾病定量分析过程中的关键步骤,对临床疾病的分析和诊断具有指导意义。本文提出一种视网膜血管管径自动测量方法。首先,将通道特征图叠加,同时通过使用深度可分离卷积来增加网络深度,将二者引用于全卷积神经网络中对血管网络进行分割;然后在分割的血管网络基础上,利用形态学细化和最小二乘拟合求取血管的中心线和方向;最后根据血管横截面灰度值分布特性,利用二维高斯拟合对血管中心线和方向进行校正,得到准确的血管方向和中心线位置进而计算血管管径。利用本文方法分别对REVIEW数据库中的3个图像集进行测试,测量的管径均值的标准差接近专家测量的标准差,表明本文血管管径测量方法的准确率高,实验结果验证了本文方法的准确性。     

数字图像分析技术在鸡胚卵黄囊膜血管形成模型中的应用

目的应用数字图像处理技术客观、准确和快速地对鸡胚卵黄囊膜(chick embryo yolk sac membrane,YSM)血管图像进行定量分析,为促血管和抗血管生成药物的评价和筛选提供有效可靠的技术支持。方法应用OPTPRO2007图像采集系统和Image-proplus6.0图像分析软件对鸡胚卵黄囊膜血管图像背景处理和血管面积及血管密度等参数进行客观、准确地测量。结果建立了有效的鸡胚卵黄囊膜数字图像血管自动分析方法和步骤并通过药物实验对鸡胚卵黄囊膜血管图像进行了参数检测和统计分析。结论应用OPTPRO2007图像采集系统和Image-proplus6.0图像处理分析软件对鸡胚卵黄囊膜图像血管进行自动分析的方法不仅操作简便而且可较准确、快速、客观地反映鸡胚血管新生情况,优于鸡胚尿囊膜血管发生模型的常规人工目测血管计数方法。     

人与大鼠海马血管构筑的比较性研究

本实验采用血管色素明胶灌注与甲酯铸型扫描电镜法 ,观察比较分析人与大鼠海马血管来源、分布规律及超微结构 ;利用图像分析仪对其血管密度及管径进行测量并分析。结果显示 ,人海马血管来源于大脑后动脉和脉络膜前动脉 ,而大鼠主要来源于大脑后动脉。人海马表面与内部血管呈规律性分布 ,而其内部血管分布不如大鼠明显。大鼠海马血管分布与神经组织构筑相匹配。人与大鼠海马血管内部存在着广泛的血管吻合     

真彩色医学图像处理分析系统与临床应用

通过临床使用自行研制的真彩色通用医学图像处理分析系统发现：该系统充分考虑实验科学研究样本分析的特点，综合医学各科对图像处理分析的不同需求及多种图像分析仪之优点，在微机上实现了处理分析各种医学图像的功能，尤其适合对同一类图像样本的重复处理、分析与测量。系统提供了图像输入／输出，图像增强、编辑、分割，参数测量统计软件的数据接口等功能，可测量图像的几何参数、灰度参数、体视学参数等４０余项。可广泛应用于医学生物学、冶金、机械、材料、地质、石油、化工等领域。     

一种血管管径的精确测量方法

本文提出一种血管管径的精确测量方法，通过对血管图像实施技术，二值化，数字形态学处理，细化，边缘检测等处理方法，从而实现血管管径的精确测量。     

基于灰度的微血管管径自跟踪算法

在微循环的基础与临床研究中，微血管管径的准则理定量分析身血管运动性、微循环物质交换参数的基础，具有重要的病理生理意义。微血管的收缩、舒张能力、流动阻力、血流量及各种疾病对管径都有不同程度的影响。微血管随心动周期存在规则性晃动，同时存在自发的周期性的管径变化。在计算机图象分析中，一个最基本的问题就是如何克服血管晃动及血管边缘不清造成的影响，准确、快速地测量微血管管径的变化。本文提供了一个实用的微血管     

自体移植静脉管径选取的力学分析

管径选择是自体静脉移植术的基本问题之一。本文以自体静脉移植于动脉后,在动脉血压下,移植静脉与宿主动脉内径一致为目标,考虑到血管轴向伸长率和血压对血管管径、壁厚和压力—管径关系的影响,通过力学分析研究了自体移植静脉管径的选取方法。应用兔股动、静脉的测量数据,经过计算可知,血管轴向伸长率和血管管径对移植静脉管径的选取都有一定影响。     

甲襞毛细血管的自动跟踪研究

本文分析了甲襞毛细血管图像的特性，据此提出了甲襞毛细血管的软件自动跟踪窗口技术：即在时序图像上以视频速度搜索定位甲襞毛细血管，然后实施采样存贮。在计算机及图像输入设备给定的情况下，采样及存贮毛细血管图像窗口（其尺寸恒定）所需时间恒定，因而为了以视频速度跟踪甲襞毛细血管就必须将搜寻毛细血管所花时间降至最小。采用了两条措施来降低搜寻毛细血管的时间。第一条措施是，建立了甲襞毛细血管自动跟踪的数学模型，进而建立了ｆ函数，这种模型易于检测及搜索。第二条措施是，设计了最佳搜索算法，保证以最短时间搜索到毛细血管。最终实现了甲襞毛细血管的自动跟踪。     

正常人足趾甲襞微循环检测

目的:通过检测正常人足趾甲襞微血管,分析国人正常足趾甲襞微循环形态、流态和袢周状态的特点,为临床足趾甲襞微血管的评价提供依据。方法:用微循环检测仪及其图像分析系统,观测正常人双足趾甲襞微血管形态、流态、袢周指标。结果:正常人双足趾甲襞各项指标检查结果无明显差异,其中管袢数目和长度范围分别在4.33～5.67条/mm和70.94～155.92μm之间;输入支管径、输出支管径和袢顶直径范围分别在5.50～10.50μm、8.03～12.41μm和7.64～12.66μm之间。84.61%的正常人双足趾血流速度≥400μm/s,15.39%的血流速度在300～399μm/s之间;88.46%的正常人双足趾红细胞聚集和渗出为无或轻度,11.54%的红细胞聚集和渗出为中度;所有正常人双足趾的血管运动性为0～4次/min,乳头下静脉丛≤2排,皮肤乳头为波纹状或浅波纹状,且均未见白微栓和出血。结论:足趾是活体微循环观测的良好部位,其左、右足趾微血管形态、微血流流态、微血管袢周状态无明显差异。     

时间图像序列配准的研究

本文分析了时间图像序列配准的特殊性，提出了应从以下五个方面来设计时序图像的配准：预处理以补偿外部条件的变化、分析时序图像的不变量以确定代价函数的项、将目标物分解为几部分从而最终确定代价函数、选择较优的算法以提高配准速度。研究了甲襞毛细血管的时序图像配准，分析了甲襞毛细血管时序图像的不变量，提出了多模板－序列阈值配准算法，实验表明，此算法能成功地完成甲襞毛细血管的时序图像配准。     

高强度手部作业人群甲襞微循环的远期观察

目的:检测高强度手部作业人群甲襞微循环的远期变化。方法:使用ZL104型微循环检测仪及图像分析系统检测224例参加地震救援者(观察组)左手甲襞微血管形态、微血流流态和袢周状态,并对照正常参考值(正常组)进行比较分析。结果:观察组甲襞微循环异常者占全部受检者的36.16%,其甲襞微血管形态积分、流态积分、袢周状态积分及总积分分值均显著高于正常组(P<0.05)。结论:高强度手部作业对部分人群甲襞微血管形态及功能有远期影响。     

Wave transmission and input impedance of a model of skeletal muscle microvasculature

We analyzed wave transmission properties and input impedance of a microvascular network model. The model, derived from rat spinotrapezius muscle and previously described and validated by other investigators for steady pressure-flow relations, was expanded to include pulsatile phenomena. Microvessels are considered purely elastic, with compliances a function of vessel type; viscous dissipation follows Poiseuille's law. Linear and nonlinear results are presented. In the nonlinear case, shear rate-dependent viscosity of blood and transmural pressure-dependent vascular diameters were calculated and small signal perturbations were imposed around several working points. We investigated effects on input impedance of physiological variability of network parameters and structure: distribution of capillary diameters, capillary segment length, and presence or absence of cross-connecting capillaries. Results show that although wave transmission properties are complex, input impedance is simple. Apparent wave speeds differ substantially from phase velocities and change markedly from branch to branch; pressure and flow waves appear to travel at different speeds. These features result from the mesh-like structure of the network and the prominence of reflection at branchpoints. Input impedance displays a similar form under all conditions: Magnitude is a monotonically decreasing function of frequency, and phase decreases from 0 to approximately −45°. Consideration of the characteristic impedance of a microvessel leads to modification of the three-element Windkessel as a reduced model of the observed input impedance.     

基于中国可视人数据集的图像矢量化研究

目的设计并应用将中国可视人数据集中的图片转换为矢量图的算法。方法设计一个算法,并按照此算法设计一个特定的程序,此程序的输出文件格式为ScalableVectorGraphicsSVG,并在轮廓和色彩上比较原来位图和转换后的图形。结果该算法可以对分割后图像进行理想效果的转化,对色彩梯度大的图像,该算法的复杂度会增加。结论该图像格式可以作为一个交换数据存在,对分割后图像有理想的转化效果。在现阶段各种可视化程序的分割机制不同有各种不同的中间文件格式,实施SVG格式标准有助于规范异构可视化平台的数据统一性。     

雷诺现象患者的区域血流量及微循环变化

目的:探讨雷诺现象(RP)患者甲襞区域血流量和微循环的变化。方法:对30例RP患者和34例健康对照者进行甲襞区域血流量和甲襞微循环(NFM)检测。结果:RP患者的甲襞区域血流量明显低于健康对照组(P<0.01)。RP患者NFM检测中见管袢模糊不清,管袢缩短,交叉管袢增多,出现宽大畸形管袢,血流速度减慢,多呈粒流、粒线流,血管运动性增强,红细胞聚集多呈中、重度,乳头浅平,汗腺导管增多,血色暗红,严重者袢周有渗出、出血;管袢数减少,输入枝、输出枝、袢顶均增宽;与健康对照组相比有显著性差异(P<0.01)。RP患者NFM积分值明显高于健康对照组(P<0.01)。结论:甲襞区域血流量检测和微循环检查有助于判断RP患者的病情和预后。     

儿童不同体型与甲襞微循环的关系

本文对正常人不同体型的幼儿进行了甲臂微循环观察比较，并使用ＹＫ－ＭＩＣＡＳ微循环图象计算机分析仪对有关参数进行精确测量。结果表明偏胖型组与标准组比较，管袢数目减少、袢顶比值增大、血流速度减慢；偏瘦型组与标准型组比较，管袢数目亦减少，而管袢长度却增加，其余无显著性差异。此外，偏胖型组血流速度也比偏瘦型组慢，有红细胞聚集现象，但乳头下静脉丛却比标准型和偏瘦型组都少见。幼儿与成年人比较，管袢数目较少，流     

Effect of radiographic techniques (kVp and mAs) on image quality and patient doses in digital subtraction angiography

We investigated how varying the x-ray tube voltage and image receptor input exposure affected image quality and patient radiation doses in interventional neuroradiologic imaging. Digital subtraction angiography (DSA) images were obtained of a phantom with 1 mm diameter vessels containing iodine at concentrations between 4.5 and 50 mg/cc. The detection threshold concentration of iodine was determined by inspecting DSA images obtained at a range of x-ray tube voltages and input exposure levels. Surface doses were obtained from measured x-ray tube output data, and corresponding values of energy imparted were determined using the exposure-area product incident on the phantom. In one series of experiments, the air kerma at the image intensifier (X) was varied between 0.44 microGy per frame and 8.8 microGy per frame at a constant x-ray tube voltage of 70 kVp. In a second series of experiments, the tube voltage was varied between 50 and 100 kVp, and the mAs adjusted to maintain a constant exposure level at the input of the image intensifier. At a constant x-ray tube voltage, the surface dose and energy imparted were directly proportional to the input exposure per frame used to acquire the DSA images. On our DSA system operated below 2.2 microGy per frame, the threshold iodine concentration was found to be proportional to X(-0.57), which is in reasonable agreement with the theoretical prediction for a quantum noise limited imaging system. Above 2.2 microGy per frame, however, the threshold iodine concentration was proportional to X(-0.26), indicating that increasing the input exposure above this value will only achieve modest improvements in image quality. At a constant image intensifier input exposure level, increasing the x-ray tube voltage from 50 kVp to 100 kVp reduced the surface dose by a factor of 6.1, and the energy imparted by a factor of 3.5. The detection threshold iodine concentration was found to be proportional to kVp(n), where n was 2.1 at 1.1 microGy per frame, and 1.6 at 3.9 microGy per frame. For clinical situations that can be modeled by a uniform phantom, reducing the x-ray tube voltage rather than increasing the exposure level would best achieve improvements on our DSA imaging system performance.     

A method for modifying the image quality parameters of digital radiographic images

A new computer simulation approach is presented that is capable of modeling several varieties of digital radiographic systems by their image quality characteristics. In this approach, the resolution and noise characteristics of ideal supersampled input images are modified according to input modulation transfer functions (MTFs) and noise power spectra (NPS). The modification process is separated into two routines-one for modification of the resolution and another for modification of the noise characteristics of the input image. The resolution modification routine blurs the input image by applying a frequency filter described by the input MTF. The resulting blurred image is then reduced to its final size to account for the sampling process of the digital system. The noise modification routine creates colored noise by filtering the frequency components of a white noise spectrum according to the input noise power. This noise is then applied to the image by a moving region of interest to account for variations in noise due to differences in attenuation. In order to evaluate the efficacy of the modification routines, additional routines were developed to assess the resolution and noise of digital images. The MTFs measured from the output images of the resolution modification routine were within 3% of the input MTF The NPS measured from the output images of the noise modification routine were within 2% of the input NPS. The findings indicate that the developed modification routines provide a good means of simulating the resolution and noise characteristics of digital radiographic systems for optimization or processing purposes.