一种计算机断层图像辅助的肾动态图像感兴趣区自动检测方法

肾小球滤过率(GFR)是评估肾脏功能的重要指标,可采用肾动态显像联合Gates法计算获得。针对GFR计算问题,本文提出一种计算机断层(CT)图像辅助的肾动态图像感兴趣区(ROI)自动检测方法,以实现客观准确的GFR计算。该方法首先获得CT冠状面投影图像与单光子发射计算机断层成像(SPECT)的增强合成图像,完成双模态图像配准后,采用改进的水平集方法实现肾脏ROI的自动检测并获取本底ROI,最后利用Gates法计算GFR值。经临床数据验证,该方法能够自动完成肾脏GFR值计算,所得结果与临床报告一致。该方法在消除人工勾画环节的同时,还能提高ROI检测的准确性和稳定性,尤其有利于肾功能严重受损时的GFR计算。     

肾动态显像测量肾功能时一侧肾脏感兴趣区的不同勾画对另一侧肾脏肾小球滤过率的影响

目的:探讨一侧肾脏感兴趣区(ROI)的不同勾画对另一侧肾脏肾小球滤过率(GFR)的影响。方法:选择行肾动态显像GFR测定的270例肾脏疾病患者的资料。将资料分为两组:第1组,双侧肾脏均无肾积水且无占位性病变,保持左肾ROI与双肾本底ROI不变,改变右肾ROI大小,观察左肾GFR的变化;第2组,一侧肾脏积水且另一侧肾脏无积水且无占位性病变,保持未积水肾脏ROI与双肾本底ROI不变,分别勾画积水肾脏全肾ROI与皮质ROI大小,比较两种勾画方式情况下未积水肾脏GFR的差异。按照标准的ROI勾画法测量的GFR大小,将患者左肾功能或未积水肾脏的功能分为5期。结果:(1)重复测量数据的方差分析显示,右肾ROI的不同勾画是左肾GFR结果的影响因素(F=462.2,P=0.000),且右肾ROI的勾画与左肾功能的分期对左肾GFR的结果存在交互影响(F=2.64,P=0.001)。(2)右肾ROI越小,则左肾GFR的相对下降幅度越大。(3)各分期中,积水肾脏勾画全肾ROI与勾画皮质ROI时未积水肾脏的GFR结果之间差异均具有统计学意义(t=7.15~19.17,P=0.000)。结论:Gates算法存在一侧肾脏GFR受对侧肾脏ROI不同勾画法影响的缺点,以确定的标准勾画肾脏ROI对保证肾脏GFR结果的准确性、重复性与可比性具有重要意义。     

Gates法测量的分肾肾小球滤过率受对侧肾脏兴趣区设置影响的原因与改进算法

目的:针对Gates法测量分肾肾小球滤过率(GFR)时存在的一侧肾脏GFR测量值受对侧肾脏感兴趣区勾画影响的情况,探讨改进办法。方法:回顾性对125例接受肾动态显像GFR测定的患者影像资料进行再处理与分析,提出改进的分肾GFR算法,比较改进算法与Gates算法之间的关系。结果:(1)改进算法的分肾GFR与Gates算法的分肾GFR呈高度正相关(r=0.999,P=0.000),两种算法双肾总的GFR值不变。(2)Gates算法的分肾GFR与其显像剂摄取率高度正相关(r=0.999,P=0.000),但并非一一对应关系;改进算法的分肾GFR与其显像剂摄取率完全正相关(r=1.000,P=0.000),呈一一对应的关系;两种算法双肾总的GFR值与其显像剂摄取率完全正相关(r=1.000,P=0.000)。(3)随着一侧肾脏感兴趣区的逐渐减小,Gates算法另一侧肾脏的GFR值亦逐渐降低,而改进算法的另一侧肾脏GFR值则不随之改变。结论:改进的分肾GFR算法保证了肾脏总GFR值不受影响,避免Gates算法中分肾GFR值相互影响的缺点,有利于保持分肾GFR测量结果的重复性、可靠性。     

基于平滑先验法去除脉搏波基线漂移

脉搏波信号中含有丰富的人体生理病理信息,然而基于光电容积描记法采集到的脉搏波基线漂移非常严重,直接影响到人体生理参数的准确提取。针对目前生物信号处理领域中去除基线漂移所用的方法计算复杂,处理信号时间过长,无法满足对脉搏波进行实时处理等问题,首次提出基于正则化最小二乘法的平滑先验法去除脉搏波的基线漂移。该方法通过分析不同正则化参数下平滑先验法的截止频率,结合脉搏波信号中基线漂移信号的频率范围,选取合适的正则化参数,实现脉搏波基线漂移的去除。实验结果表明,与小波变换法、经验模态分解法相比,该方法去除脉搏波基线漂移效果明显,提高了计算速度,同时也提高了信噪比,有利于下一步对脉搏波特征点的精确提取。     

联合SPECT肾动态显像和MRU在经皮肾镜取石治疗复杂性肾结石中的应用

目的分析单光子发射计算机体层摄影术(SPECT)肾动态显像和磁共振尿路成像(MRU)技术单独与联合诊断肾功能在经皮肾镜取石(PCNL)治疗复杂性肾结石中的应用价值。方法选择2017年11月至2018年11月郴州市第一人民医院诊断复杂性肾结石行PCNL治疗患者80例,其中男性50例,女性30例;年龄48～73岁,平均年龄58.6岁。左侧肾结石30例,右侧35例,双侧15例。分别进行SPECT肾动态显像和MRU检查,通过SPECT肾动态显像可计算双肾和分肾的肾小球滤过率(GFR)、20 min残留率和半排时间,检测血清肌酐水平,并计算(校正)GFR。结果两种方法诊断结石、肾积水、结石位置、大小和数量方面比较,差异无统计学意义(P 0.05)。SPECT肾动态显像诊断肾功能分级低于MRU(SPECT诊断肾功能0级37.50%、1级32.50%、2级21.25%、3级6.25%、4级2.50%,而MRU诊断分别为25.00%、22.50%、33.75%、12.50%、6.25%,Z=1.423,P=0.035 0.05)。患肾GFR值与(校正)GFR值具有较好的一致性[组内相关系数(ICC)=0.912,P 0.001]。结论 SPECT肾动态显像与MRU在评估复杂性肾结石形态方面表现相当,但SPECT肾动态显像的优越性是可评估分肾功能,与(校正)GFR值有较好的一致性,在PCNL术前和术后评估肾功能方面有较好的应用价值。     

胸部CT图像中感兴趣区域的提取与量化分析

目的：根据临床应用需求，研究了胸部高分辨率CT图像中感兴趣区域（region of interest，ROI）的提取与量化诊断问题。方法：首先由人工勾勒感兴趣区域边界，再应用Bresenham扫描线算法生成连续的区域边界，然后，应用基于四邻域的背景标记扫描线方法，对区域外像素作出标记，从而得到选定区域。最后，计算区域的量化参数，并根据肺气肿量化诊断标准，对感兴趣区域进行分析与辅助诊断。结果：计算得到肺气肿占整个肺部容积的百分比为39．2％，该患者属于3级重度肺气肿。结论：实验证明，该方法能快速、准确地提取任意形状的区域，并对给定区域进行统计分析，非常有利于医生的准确诊断。     

局部信息约束的形状导向水平集算法对下颌管的分割

针对下颌管在CT成像中相对于周围组织的模糊特性,提出一种基于局部信息约束的形状导向水平集算法,对下颌管进行高精度分割。首先根据下颌管分布的位置,重建出下颌管相应部位的多个侧断面,并进行下颌管提取;然后利用主成分分析方法(PCA),对下颌管进行先验形状统计;之后在形状导向水平集算法的基础上,引入下颌管周围组织的局部信息,对水平集演化的能量函数进行约束,以改进在模糊区域水平集的分割效果,从而有效地实现对任意侧断面中下颌管的分割。通过利用分割精度对感兴趣目标的分割结果进行度量,得出形状导向水平集算法的平均分割精度为4.19%,而本算法的平均分割精度为1.82%。该方法能有效对患者的下颌管进行精确的分割,为临床下颌管的定位提供了一种行之有效的新方法。     

弹丸注射质量对Gates法测定活体肾移植供者GFR的影响

目的 探讨高质量弹丸注射对Gates法准确测定活体肾移植供者GFR的重要意义.方法 收集在我院核医学科行肾动态显像的102例亲属活体肾移植供者的检查资料,将这102例受检者根据弹丸注射质量分为两组:A组(弹丸注射质量良好)56例,B组(弹丸注射质量欠佳以及不合格)46例.对比两组的年龄、性别、肾脏深度、注入体内放射性计数、分肾GFR、总肾GFR、eGFR差异,并将两组的肾动态显像测定的总肾GFR值与eGFR进行相关性和一致性分析.结果 A、B两组的年龄、性别、肾脏深度、注入体内放射性计数、eGFR差异均无统计学意义,而两组的左肾GFR、右肾GFR、总GFR的差异均具有统计学意义.与B组相比,A组的总GFR与eGRF有更好的相关性和一致性.结论 高质量弹丸注射对Gates法准确测定活体肾移植供者GFR具有重要意义,弹丸质量不佳将导致测定的GFR偏低.     

基于卷积神经网络检测颈动脉斑块

提出一种基于卷积神经网络的自动检测超声图像颈动脉斑块的方法。通过超分辨生成对抗网络提高超声图像质量,并采用高斯混合模型算法结合先验知识自动提取感兴趣区域;最后采用卷积神经网络实现颈动脉有无斑块的自动检测。使用上海市奉贤区中心医院提供的数据集,自动检测颈动脉是否有斑块,模型准确度、敏感度、特异度分别达到94.11%、96.30%、91.67%。实验证明基于卷积神经网络检测颈动脉斑块结果和真实值有很高的一致性,且鲁棒性好。     

基于多特征融合跟踪的微小肺结节识别算法

如何在海量的肺部高分辨率CT(HRCT)序列图片中准确识别微小结节(直径为5～10 mm)一直是肺结节计算机辅助检测(CAD)系统的研究重点和难点。本文提出了一种新的微小肺结节识别算法——多特征融合跟踪算法。该算法在处理一个HRCT序列图片时,首先结合大津法和形态学方法获取每一张CT图的肺实质,再通过基于灰度阈值和改进的模板匹配算法提取感兴趣区域(ROI),接着计算ROI的多个有效特征,然后在整个HRCT序列图片中进行ROI的多特征跟踪和融合,最后根据分类规则识别并标出候选肺结节。实验证明,该算法能准确地检测出微小肺结节,且假阳率较低。     

三通法弹丸注射残留药物对肾小球滤过率的影响

目的 探讨肾动态显像三通法弹丸注射残留药物对肾小球滤过率(glomerular filtration rate,GFR)结果的影响.方法对87例肾动态显像患者应用三通注射方法,并在单光子发射型计算机断层仪(single photon emission computer tomography,SPECT)显像后对注射器、注射器加三通进行放射性药物残留测量,分别处理分析GFR值.结果 测量注射器加三通药物残留的GFR值明显高于单独测量注射器的GFR(P<0.05).结论 测量注射器加三通放射性残留药物能够准确的计算患者GFR值,对临床诊断治疗提供更精准可靠的数据.     

~(99m)Tc-DTPA肾动态显像测定肾小球滤过率常见影响因素辨析

目的 探讨在~(99m)Tc-DTPA肾动态显像测定肾小球滤过率(GFR)过程中是否有影响GFR准确性的因素存在,以确保诊断的准确性.方法 对326例患者及1例健康志愿者应用~(99m)Tc-DTPA肾动态显像测定GFR.健康志愿者首次检查在饮水500 ml后5 min进行;第2次检查按常规在饮水500ml后30 min进行.结合肾功能曲线和GFR对检测结果进行分析.结果 注射放射性的有效剂量与实测剂量不符导致GFR误差共61例,发生率为18.7%(61/326).在该类患者中有88.5%(54/61)的病例是由于注射点有放射性药物外渗所致.有8.2%(5/61)的病例因袖口过紧导致放射性药物存留在袖口压迫点的远端并缓慢释放.有3.3%(2/61)病例在测量空针筒时没有采集注射器针帽内漏出的放射性,GFR减低.饮水后短时间内注射放射性药物,导致肾功能曲线峰值减低,排泄段抬高,GFR减低.65例糖尿病患者GFR异常增高,而肾功能曲线形态表现为正常.结论 GFR的影响因素较多.综合分析肾功能曲线与GFR值,对于发现误差,确保结果的准确性具有重要意义.再密切结合病史和肾脏影像,可以进一步确保诊断的准确性.     

^99mTc—DTPA肾动态显像测定肾小球滤过率常见影响因素辨析

目的探讨在^99mTc—DTPA肾动态显像测定。肾小球滤过率（GFR）过程中是否有影响GFR准确性的因素存在,以确保诊断的准确性。方法对326例患者及1例健康志愿者应用^99mTc—DTPA肾动态显像测定GFR。健康志愿者首次检查在饮水500ml后5min进行;第2次检查按常规在饮水500ml后30min进行。结合肾功能曲线和GFR对检测结果进行分析。结果注射放射性的有效剂量与实测剂量不符导致GFR误差共61例,发生率为18．7％（61／326）。在该类患者中有88．5％（54／61）的病例是由于注射点有放射性药物外渗所致。有8．2％（5／61）的病例因袖口过紧导致放射性药物存留在袖口压迫点的远端并缓慢释放。有3．3％（2／61）病例在测量空针筒时没有采集注射器针帽内漏出的放射性,GFR减低。饮水后短时间内注射放射性药物,导致肾功能曲线峰值减低,排泄段抬高,GFR减低。65例糖尿病患者GFR异常增高,而肾功能曲线形态表现为正常。结论GFR的影响因素较多。综合分析肾功能曲线与GFR值,对于发现误差,确保结果的准确性具有重要意义。再密切结合病史和肾脏影像,可以进一步确保诊断的准确性。     

基于CT医学图像的边缘提取研究

为了实现人体器官的三维重建,如何准确、有效地提取二维医学图像的边缘成了首要解决的问题.我们提出一种新的图像边缘提取方法,该方法先将原始CT图像二值化,然后利用数学形态运算对二值化图像进行预处理,最后利用Canny算子提取图像边缘.通过肾脏CT图像边缘提取结果表明,该方法简单、高效、性能优越.     

独立分量分析在乳腺钼靶X片感兴趣区域提取中的应用

为乳腺癌早期诊断和乳腺X线影像微钙化点计算机辅助检测的前期预处理,本研究提出基于独立分量分析（ICA）的自动提取新算法并且将其应用于乳腺图像感兴趣区域的自动提取.其具体思路是：（1）将乳腺区域图像提取成等大的子图像作为待测乳腺图像感兴趣区域;（2）将ICA应用于乳腺图像感兴趣区域得到基图像;（3）将待识别乳腺图像感兴趣区域在基图像所构成的子空间进行投影求得待测乳腺图像感兴趣区域的特征矢量;（4）用人工神经网络分类方法进行乳腺图像感兴趣区域的模式判别.对临床实际病例的试验结果表明,该方法的检出率为91%,与同类研究检出率相当.本研究方法简单有效,并具有较高的智能性,为ROI的自动提取提供了新的研究思路.     

基于先验知识和几何主动轮廓线的三维超声瓣膜分割

几何主动轮廓线模型是一种有效的图像分割方法.但对于被噪声严重干扰的目标依然很难准确分割.特定目标的先验知识可以有效地指导目标的准确分割.我们把特定目标的区域和形状先验知识表示成一种速度场,把此速度场嵌入到几何主动轮廓线模型中,指导目标的快速准确分割.先验区域限制水平集在特定区域迭代,先验形状使曲线向理想轮廓演化.我们把该算法应用于三维超声图像的二尖瓣自动分割,结果表明该分割算法是快速和高效的.     

基于模型的乳腺X线图像胸肌分割算法研究

本文提出了一种基于模型的乳腺X线图像分割胸肌区域的新算法。该算法利用一组不同尺寸的感兴趣区(ROI)作用到乳腺X线图像，进而将每一个ROI得到的最优阎值组合成一条最优阎值曲线以及与该曲线对应的局部均方差曲线。在此基础上，根据我们提出的近似真实乳腺图像胸肌模型的特征，自动确定图像中胸肌区域的最佳分割阈值。最后，使用两段直线粗拟舍和多边形精拟合，精确提取出了阈值化的胸肌边界。通过对多达60幅临床乳腺X线图像的实际测定，得到了比较理想的胸肌边界检测效果。     

用于CT和MRI图像的轮廓波变换双水印算法

目的：为解决CT与MRI图像版权侵权与恶意破坏问题,通过结合轮廓波变换与斑点检测技术,提出一种基于轮廓波变换自动选择感兴趣区域（ROI）的双水印算法。方法：该算法通过斑点检测与奇异值分解,选取医学图像轮廓波低频域与诊断最相关的位置作为ROI,在ROI生成零水印图像用于保护图像的完整性,并将ROI生成的零水印与版权水印共同嵌入图像的非感兴趣区域。结果：该双水印算法与其他双水印算法相比,载体医学图像遭受攻击后的不可见性有很大提升,结构相似度达到94%以上。结论：斑点检测轮廓波双水印算法对常规攻击与几何攻击具有较好的鲁棒性,且对于载体医学图像视觉质量有明显提升。     

乳腺肿瘤超声图像中感兴趣区域的自动检测

由于斑点噪声、伪影以及病灶形状多变的影响,乳腺肿瘤超声图像中肿瘤区域的自动检测以及病灶的边缘提取比较困难,已有的方法主要是由医生先手工提取感兴趣区域(ROI)。本研究提出一种乳腺肿瘤超声图像中感兴趣区域自动检测的方法,选用超声图像的局部纹理、局部灰度共生矩阵以及位置信息作为特征,采用自组织映射神经网络进行分类,自动识别乳腺肿瘤区域。对包含168幅乳腺肿瘤超声图像的数据库进行识别的结果表明:该方法自动识别ROI的准确率达到86.9%,可辅助医生提取肿瘤的实际边缘以及进一步诊断。     

基于感兴趣区提取的MRI运动伪影校正

为了抑制MRI成像过程中平移运动所造成的伪影,我们对平移运动伪影的后处理校正算法进行了研究,在采用蛇形算法和人工提取相结合提取兴趣区的基础上,利用基于频率域约束的相位恢复算法进行K空间相位校正。仿真和成像结果表明:该方法能准确地提取感兴趣区,有效地消除了MR图像中相位编码对应方向的平移运动伪影。