基于位平面编码的超光谱图像压缩方法

针对超光谱图像的特点和硬件实现的实际需要,提出了一种基于小波变换的前向预测帧间去相关超光谱图像压缩算法。通过图像匹配和帧间去相关,消除超光谱图像帧间的冗余,对残差图像的压缩采用基于小波变换的快速位平面结合自适应算术编码的压缩算法,按照率失真准则控制输出码流,实现了对超光谱图像的高保真压缩。通过实验证明了该方案的有效性, 基于小波变换的快速位平面结合自适应算术编码的压缩算法速度优于SPIHT,而且易于硬件实现。     

基于形变模型Level Set方法的图像分割

本文阐述了基于形变模型(Deformable Models)的Level Set分割方法的基本原理及其特点,介绍了在图像域的实现方法,实现并改进了基于该模型的Narrow Band快速算法。该算法的基本流程是:先在需要分割的目标内或外给定一封闭的初始曲线,通过Gaussian滤波后计算图像的梯度,最后通过Narrow Band 算法完成轮廓线的抽取。该算法应用于医学CT/ MRI影像以及显微图像的目标分割中,取得了较好的实验结果,证明该方法非常适合于对具有分支、突触以及拓扑结构变化的目标进行快速精确分割。文中给出了算法实现的基本流程、相关参数的选取准则和部分实验结果。实验发现算法中涉及的参数对提取的轮廓线的精确和光滑程度有较大影响。     

一种基于GPU的体积CT快速重建算法

为了解决体积CT图像重建时间较长问题,提出了一种适合于医学临床应用的快速重建算法。首先,提出了一种基于图形处理器(GPU)的体积CT图像重建方式,利用GPU强大的并行和浮点运算能力进行计算效能的提升。其次,将体积CT图像重建中的几何运算与像素运算分离,减少了重复运算,进一步提高了计算效率。最后,基于医学应用背景,算法中实现了体积CT扫描和重建的并行化的思想。结果表明,利用上述的快速算法,在普通计算机硬件平台上即可实现重建时间减少70倍以上。     

自研发变形配准软件在四维CT图像上确定靶体积的初步临床验证

目的 初步测试自研发变形配准软件在四维CT (4DCT)图像上快速确定临床靶体积(CTV)和呼吸运动内靶体积(ITV)精度,评估其临床应用可行性。
方法 选择临床治疗的 1例肺癌和 1例肝癌的4DCT图像进行实验。用变形配准软件以单一呼吸时相CT图像勾画的CTV为参考自动生成其余呼吸时相的CTV defm ,并与放疗医师在每个呼吸时相CT图像勾画的CTV manu 比较,分析CTV defm 精度与适用范围。用CTV defm 叠加形成复合ITV comp ,并与最大密度投影(MIP) CT图像勾画的ITV MIP 比较轮廓、体积和几何中心位置差异。
结果 肺癌病例10个呼吸时相4DCT图像序列的CTV defm 与CTV manu 体积偏差平均值为(－2.59±5.02)%。与CTV manu 相比,CTV defm 的几何中心三维矢量偏差为(1.04±0.89) mm。肝癌患者ITV comp 与ITV MIP 几何形状和位置几乎重合,体积差别<1%,几何中心三维矢量差别为1.4 mm。
结论 测试变形配准软件系统在4DCT图像上自动生成CTV和呼吸运动ITV精度可满足临床计划设计要求。     

3D打印非共面模板引导125Ⅰ粒子组织间近距离治疗盆腔肿瘤个体化设计

目的 对比3D打印非共面模板引导¹²⁵Ⅰ粒子植入治疗盆腔肿瘤的术前计划与术后计划的剂量学结果,探索盆腔部肿瘤放射性粒子植入治疗用个体化模板设计方法的可行性、精确性。方法 2015年12月至2016年12月于本院接受3D打印非共面模板引导粒子植入的盆腔肿瘤患者51例,处方110~160 Gy,设计制作3D打印非共面模板51块,对比术前、术后剂量学参数,包括D₉₀、最小周边剂量（mPD）、V₁₀₀、V₁₅₀、V₂₀₀、适形指数（CI）、靶区外体积指数（EI）、均匀性指数（HI）。结果 为51例患者设计、制作的51块导板术中就位良好,与术前计划相比,术后D₉₀、V₁₀₀、V₁₅₀、V₂₀₀、CI、EI及HI差异无统计学意义（P> 0.05）;mPD高于术前,差异有统计学意义（t=-2.96,P<0.05）。结论 术后验证的主要剂量学指标较好地达到了术前计划要求,有良好的治疗精确性,能满足临床需求。     

活体皮纹特征提取技术在祛皱类化妆品的定量分析研究

目的探讨无创伤性获取人活体皮纹图像,特征提取与定量分析法,在祛皱类化妆品的定量分析与功效评价中的应用。方法采用干预皮肤数字图像采集法,结合图像预处理技术;可控性LED光线强度法和CCD皮肤图像采集技术,对皮纹图像进行自动光场修正和皮纹的中心线提取,观察测量鱼尾纹的SAR、SSD、AAR、SR、MR参数。结果发现靶目标的区从第0周开始,使用EGF祛皱美容霜后的各项皮纹参数随时间的推移呈现明显下降趋势,而在第4周的皮纹进行自身对照与组间对照,各项参数值明显下降,均有显著性差异(P<0.05)。结论这一方法总结了皮纹的SAR和SSD是最客观、有效和敏感的参数,为皮肤生理病理学的研究尤其是祛皱护肤类化妆品的功效评价提供了满意的定量分析指标。     

一种基于HVS和DCT的数字水印算法

提出一种新颖的基于HVS (HumanVisualSystem)和DCT (DiscreteCosineTransform)的数字水印算法。为保证视觉透明性和鲁棒性 ,通过将二值水印图像映射为标准正态分布的伪随机实数序列 ,并利用HVS的特性 ,将水印嵌入宿主图像中频部分。相应于水印的产生方法 ,采用统计检测方法 :首先检测伪随机序列的存在 ,进而通过逆映射提取水印 ,而不是直接提取水印 ,因而可以实现水印的更可靠检测。各种图像退化处理仿真实验结果证明 ,该算法鲁棒性很好 ,尤其是在抗滤波和有损压缩的攻击方面。     

组织切片图像的可视化技术及应用

目的:研究和开发序列组织切片图像的三维显示技术。方法:首先利用序列切片中上下层切片相关点的对应关系,用最小二乘方法实现上下层切片图像的几何变换配准,进而用序列图像插值算法完成组织切片图像的体数据重建。结果:在对重点显示目标分类的基础上,用基于物空间SHEAR-WARP快速直接体视方法对体数据进行三维显示,组成一套医学图像可视化系统。结论:该系统能对胆管癌等序列切片图像进行三维重建显示。     

立体定向粒子植入治疗计划系统的开发及其关键技术研究

目的设计一套适用于立体定向放射性粒子植入肿瘤治疗手术的计划系统。方法采用线性布源原则,设计结合立体定向手术方式的粒子植入治疗计划设计模块;采用基于图形处理单元的粒子剂量快速计算方法,进行放射剂量场的实时计算和更新;研究术前MRI图像和术后CT图像的自动配准和融合方法,实现术后剂量的定量验证,并提出一种基于体积重合率的剂量比较方法。结果实现了一套设计合理、功能完善的神经外科放射性粒子植入治疗计划系统软件。经临床试用,完全满足临床需求。结论该系统能够有效地辅助医生进行放射性粒子植入手术的术前治疗计划设计、优化和术后的放射剂量验证,具有重要的临床价值和广泛的应用前景。     

远程病理会诊中的图像处理技术

视觉图像是人类获取信息的重要来源，在医院，医生通过观看Ｂ超、ＣＴ或ＭＲＩ图像对病人的病情做出诊断；病理医生则依据光学显微镜下病理切片图像作出诊断。传统的病理会诊主要是病理切片的会诊，有两种方式：１．异地邮寄病理切片，请病理专家会诊，再将病理诊断报告寄回；２．本地区患者直接持病理切片到专家处会诊，这样既烦琐又延误患者治疗时间。前者会诊费时，病人不能得到及时诊断和治疗。能否象传送电视图像一样，直接将病理切片图像传送给专家会诊呢？在国外已做过这方面的偿试，并取得了一些成功的经验。由于专家会诊观看的是电…