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最基本和最主要的技术.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.     

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.     

超声图像血管分割的研究进展

主要阐述超声图像血管分割算法及其评价指标。基于特征提取的经典图像处理算法不能摆脱对人工的依赖,削弱了分割算法的泛化能力;但对于缺乏大样本超声血管图像的研究场景下,充分利用传统且成熟的技术方法却是一种可行的研究办法。基于机器学习的算法提高了分割算法的泛化能力,改善了传统方法的短板;但深度学习技术对数据的依赖性强、可解释性差,其算法的有效性、稳定性还需深入研究。血管分割评价算法的研究极其重要,研究适合超声图像血管分割的客观评价方法也是重要课题之一。总之,传统方法仍然是解决超声图像血管分割的有效方法,传统方法与深度学习技术的紧密结合是未来的发展趋势。     

基于三维冠状动脉CTA图像的半自动血管分割方法

目的从患者胸腔部位的计算机断层血管造影(computed tomography angiongraphy,CTA)图像中分离出冠状动脉血管,并实现三维的可视化,以便医生对由冠状动脉病变引起的心血管疾病进行诊断和治疗。方法在传统区域生长的基础上提出一种半自动的血管分割方法。首先采用基于灰度值的主动脉预生长,然后进行基于自适应阈值的冠状动脉生长,最后进行后期处理,得到最终分割结果。结果通过这种半自动的区域生长得到的结果,在三维上进行可视化后能够较清晰地判断出血管的粗细、形状、狭窄等情况,且得到的模型也可用于后期的相关计算。结论基于传统区域生长算法的半自动血管分割方法提高了冠状动脉分割的适应性和有效性,能更好地对冠状动脉CTA图像进分割提取。     

基于血管匹配的三维超声与CT图像的配准方法

提出一种基于血管匹配的三维超声与CT图像配准的新方法.首先,基于水平集方法自动分割出CT图像中的血管；其次,由于超声图像中的声影与血管均属于低回声区域,我们结合声影形成的物理原理及图像纹理特性,自动检测出声影区域,以提高配准的鲁棒性；最后,采用进化算法,将CT图像中分割出的血管与超声图像中低回声区域进行匹配.在肝脏体模和临床脾脏数据上进行了实验验证,自动配准的成功率在95％以上,平均目标配准误差在2 mm以内,实验结果验证了本方法的可行性.     

基于区域生长超声图像分割血管边界反映血管病变

背景：通过分析超声血管图像能反映血管的病变情况。 目的：采用区域生长理论对超声图像进行图像分割,分析边界点的相对位移。 方法：先对视频图像分帧,将动态图像转换为静态图像,采用Gabor滤波、自适应直方图量化去除超声图像噪声,然后运用区域生长法对图像做分割,接着通过开闭运算、sobel算子检测图像边界,最后提取出两条血管边界。 结果与结论：通过Gabor滤波、区域生长法等手段,得到了比较好的分割结果。区域生长法在处理速度上满足了实时性要求,具有一定的通用性。并且通过分析边界点的相对位移曲线,一定程度上反映血管的病变。     

医学显微图像分割方法研究进展

医学显微图像分割是医学图像处理中的一个经典难题.针对近年来出现的新方法、新理论,对各种分割方法进行了系统论述,主要包括基于数学形态学方法、神经网络分割、模糊分割、小波分析、遗传算法、统计方法和基于特定模型等方法的图像分割.由于显微图像的复杂性,采用单一方法很难准确分割,故对混合方法也作了一定论述.文中还简要讨论了各种方法的特点和局限性.同时对分割的评价体系也做了简要论述.     

基于多层Mumford-Shah向量模型的彩色视乳头图像杯盘重建、分割与度量

基于多层Mumford-Shah向量值图像分割、去噪与重建模型(HMSMv)和光滑样条曲线拟合技术,提出了一种用于计算机辅助青光眼诊断的视乳头图像视杯和视盘重建、分割与度量的新方法。首先,采用HMSMv分割和重建视杯和视盘;然后,基于重建的视乳头图像,结合青光眼视乳头图像杯、盘的先验知识,提取视杯和视盘特征矩形和边缘特征点;最后,采用光滑样条曲线拟合技术,重建被血管遮挡的视杯和视盘部分边缘,并计算杯盘比等病理特征参数值。不同青光眼病人的视乳头图像杯盘重建、分割与度量实验结果表明,该方法能克服噪声污染、血管遮挡、光照不均匀、对比度小、个体间差异大等视网膜图像分割中固有的困难,并有效重建、分割与度量青光眼彩色视乳头图像中的视杯和视盘。     

带有预处理的计划CT和在线CT的形变配准方法

CT扫描中,水溶性碘造影的存在使得计划CT和在线CT图像中血管内的HU值出现非常大的偏差,从而导致计划CT和在线CT图像错配。针对该问题,本研究提出了一种基于预处理的计划CT和在线CT形变配准方法。首先,根据CT图像组织和结构的信息,利用阈值分割方法分割出血管,并将所有分割中最大的联通区域作为初始分割的强化血管;其次,利用分割得到的强化血管区域外扩5 mm,作为外扩的强化血管,并将血管用固定的HU值进行填充;最后,对完成填充后的图像利用Demons算法进行形变配准。实验结果显示本文提出的带有预处理的形变配准方法,可以较好地解决水溶性碘造影剂引起的CT错配问题。     

基于区域生长的图像分割研究进展

图像分割是图像处理与图像分析的基础步骤,主要难点是图像分割的不适定性。区域生长法算法简单,计算速度较快,是一种运用广泛的图像分割技术。本文根据当前主要的基于区域生长的分割模型,讨论了区域生长法中的种子点自动选取、相似性判断准则、适用情况及其改进方向,并对区域生长技术的发展进行了展望。     

基于PC微机的脉冲曝光式数字减影系统的研究

本文简要介绍一种基于PC微机的实时数字减影系统，文中对系统的组成、工作原理、曝光脉冲的产生及其对X线机的控制作了较详细的论述，同时对系统的软件功能做一简要介绍。该系统已用于国内几十家医院对西门子公司早期生产的X线机的升级改造，取得了较好的社会效益和经济效益。     

Zerebrale Angiographie bei komplizierter Migraine — Reaktionen,Zwischenfälle

Summary Seventy-one patients (ages: 15–58 years) suffering from complicated migraine were investigated by means of cerebral angiography which was not performed during an attack. Angiography was carried out to exclude stenoses or occlusions of the cranio-cervical vessels and above all vascular malformations (arterial aneurysms, arteriovenous angiomas). In 18 cases (25.4%) organic lesions were found, including three vessel malformations (4.2%). Thirty-one patients (43.7%) suffered from headache reactions or other complications during or within 24 h following angiography. In 15 cases (21.1%) attacks of complicated migraine were observed, three patients (4.2%) suffered from headache and bilateral flickering visual disturbances, another 11 patients (15.5%) developed headache and vegetative symptoms requiring therapeutic management. One patient (1.4%) got an epileptic seizure, another patient (1.4%) developed a generalized urticaria exanthema. There were more headache reactions in women than in men. However, the highest percentage of reactions was observed in patients in whom migraine headache had occurredclearly set off from the transient cerebral functional disturbances. Neurological complications (transient functional disturbances) occurred in 16 of 71 patients (22.5%). The neurological complication rate was significantly (P < 0.001) higher than that in an unselected group of patients (3.0%). However, apart from one case with an acute organic psychosis and permanent amnesia during the angiographic investigation and the postangiographic period, only transient functional disturbances without permanent deficits were seen. In view of the benign course of the complications, it is our opinion that in spite of the high rate of headache reactions angiography should be performed in patients with complicated migraine. Cerebral angiography is the only method of reliably diagnosing intracranial arterial stenoses, occlusions and vascular malformations. Without angiography and thus without diagnosis patients would be considerably endangered (possible rupture of the malformation with fatal consequences).

     

320排容积CTA对颅内动脉瘤的诊断价值

目的探讨320排容积cT血管成像（CTA）对颅内动脉瘤诊断价值。方法选取医院2010年2月-2013年12月间具有完整颅脑数字减影血管造影（DSA）资料的63例颅内动脉瘤患者,所有患者均于起病3d内完成320排容积CTA检查。以DSA检查结果作为诊断金标准,分析病变的影像学特点,并评价320排容积CTA对颅内动脉瘤诊断的准确性。结果颅脑动脉瘤阳性63例,CTA漏诊1例,病灶位于大脑后交通动脉。320排容积CTA对颅内动脉瘤的诊断敏感度及阳性预测值分别为98．41％、100％。按部位统计动脉瘤数量结果如下：颈内动脉海绵窦段4例,大脑前动脉26例,大脑中动脉4例,大脑后动脉8例,大脑前交通动脉10例,大脑后交通动脉5例,基底动脉6例。动脉瘤瘤径为2～22mm。在CTA上,动脉瘤的瘤体位置、大小、瘤颈、瘤顶指向、载瘤动脉及动脉瘤与邻近血管分支和骨性结构的空间关系均能较满意的显示,均与DSA结果相符。结论320排容积CTA诊断颅脑动脉瘤具有较高敏感性,能准确检出颅内的微小动脉瘤,对动脉瘤的空间解剖关系显示更具优势。因此,在临床工作中,320排容积CTA可以成为颅脑动脉瘤的首选影像学检查方法。     

肝动脉闭塞后侧支循环DSA表现

目的探讨肝动脉闭塞后侧支循环数字化减影血管造影(DSA)表现。方法收集肝动脉闭塞7例患者,其中男性6例,女性1例;年龄36～60岁,平均年龄49.6岁(标准差11.0岁)。肝动脉闭塞原因:肝动脉插管所致6例,外科手术1例。对患者均进行腹腔动脉和肠系膜上动脉造影以显示肝动脉侧支循环。结果肝总动脉近端完全闭塞7例,均可见侧支循环形成,肝脏侧支循环动脉起源于肠系膜上动脉6例,起源于胃左动脉1例。结论肝动脉闭塞后侧支循环形成并供应肝脏;DSA能清晰显示肝动脉闭塞后侧支循环并为介入治疗提供途径。     

脑动脉粥样硬化斑块的分布及其临床意义

目的：为我国研究脑血管疾病提供脑动脉粥样硬化形态学基础。方法：全脑血管造影检查结果阳性患者259例，对其斑块的发生部位以及与高血压、糖尿病及高血脂状态等合并症的关系进行分析。结果：脑动脉粥样硬化的好发部位主要为颈内动脉起始部和椎动脉起始部，其次为大脑前动脉、大脑中动脉和锁骨下动脉。27．6％合并糖尿病，24．1％合并高脂血症，58．7％合并高血压。结论：脑动脉粥样硬化是多因素疾病，脑动脉粥样硬化斑块以多病变、双侧共同病变及复杂病变为主。     

3D—CTA与3D—DSA对颅内后循环动脉瘤影像诊断的比较研究

目的比较三维螺旋CT血管造影术（3D—CTA）和三维数字减影血管造影术（3D—DSA）在颅内后循环动脉瘤诊断及介入治疗中的应用价值。方法选择天津市环湖医院2007年1月至2008年3月就诊的后循环动脉瘤所致的自发性蛛网膜下腔出血（SAH）患者164例,其中男性26例,女性138例,年龄21～80岁,平均年龄53．4岁。行3D—CTA、3D—DSA检查,研究并比较它们的CTA和DSA影像特点。结果164例后循环动脉瘤患者中共213个病灶,其中后交通动脉瘤115个,小脑后下动脉瘤19个,椎基底交界及基底动脉瘤18个,椎动脉颅内段动脉瘤9个,大脑后动脉瘤3个,小脑上动脉和小脑前下动脉瘤各2个。3D—DSA与3D—CTA准确性比较,差异无统计学意义。结论对动脉瘤应用血管内栓塞治疗时,在三维影像指导下可提高动脉瘤的致密填塞率。但是在三维影像的测量值要大于二维影像的测量值。     

3D -DSA 与 3D -256 层 螺旋 CTA 在 颅内动脉瘤检查中对比研究简

目的利用数字减影血管造影（DSA）旋转三维成像（3D-DSA）与三维256层螺旋CT血管造影对比（3D-CTA）.探索其对颅内动脉瘤（AN）（尤其是直径〈3mm的微小AN）的探测能力有无进一步的提高.以及3D-CTA与3D-DSA不同技术之间的对颅内AN检出率的一致性分析。方法临床表现高度怀疑为AN或磁共振血管造影（MRA）怀疑为AN56例患者.其中男性31例,女性25例;年龄38～78岁,平均年龄49岁。全部行头颈联合3D-CTA及3D-DSA检查：由2名影像医师盲法独立判读CTA图像,由1名神经介入医师和1名介入影像医师共同判读3D-DSA图像。以3D-DSA为“金标准”,评估3D-CTA的灵敏度、特异度及不同技术之间的一致性。结果3D-DSA在56例患者中的47例共检出59个AN病灶.其余9例未发现AN。3D-CTA检出AN54个,灵敏度为93-20％～94.90％（均值94.05％）,特异度为81.8％。100.0％（均值90.9％）：对于AN病灶直径〈3mm,3D-CTA的灵敏度和特异度均值分别为86_4％和95.0％。对AN的检出.3D-CTA判读者之间及3D-CTA与3D-DSA不同技术之间一致性均为优（分别为K=0.847,均值K=0.802）：对于AN瘤体最大径的测量。3D-CTA判读者之间及3D-CTA与3D-DSA间差异均无统计学意义（P〉0.05）。结论3D-256层螺旋CTA对直径〈3mm的微小AN灵敏度和特异度均有所提高,判读者之间及与3D-DSA之间的一致性较高,可以作为疑似AN患者的首选筛查方法。两者联合可提高AN的检出率.为介入治疗AN提供可靠的影像学依据。     

三维16层螺旋CT血管成像诊断与评价颅内动脉瘤——与DSA的对比研究

目的讨论三维16层螺旋CT血管造影术（3D—CTA）诊断及评价颅内动脉瘤的应用价值,并与数字减影血管造影术（DSA）进行对比研究。方法对怀疑颅内动脉瘤的76例蛛网膜下腔出血患者（其中男性35例,女性41例,年龄38～83岁,平均年龄60．5岁）行3D-CTA检查及DSA检查。重建方法采用多平面重建（MPR）、最大密度投影（MIP）和容积透视（VR）等。通过3D-CTA确定动脉瘤的数目、位置、大小、与周围血管关系及是否有血栓和钙化等信息,并与DSA对比评价3D-CTA诊断动脉瘤的敏感性及特异性。结果3D—CTA共发现62例患者的68个动脉瘤,根据DSA的检查结果,发现1例动脉瘤被3D—CTA漏诊。在位置、大小等方面,3D—CTA与DSA及手术所见有较高的一致性,而3D—CTA显示空间征象、血栓和钙化的能力明显高于DSA。结论3D—CTA对颅内动脉瘤具有高度的敏感性和特异性,快捷、无创,可代替DSA来进行筛查及术前评估颅内动脉瘤。     

Development of Digital Subtraction Angiography for Coronary Artery

The purpose of this research is to develop a new method of digital subtraction angiography (DSA) that can be applied to real time with reducing motion artifacts caused by heart movement and respiration. To create the mask image for DSA, the maximum pixel value at each pixel (which is the opposite pixel value to that of a vessel filled by contrast medium) was selected from the previous 14 image frames. The search area for the maximum pixel value was selected using the value of the standard deviation (SD) for each pixel from the previous 14 image frames. When the SD value in the 14 frames was greater than a threshold level, the search area of the maximum value became 1 pixel × 1 pixel × 14 frames; otherwise, 7 pixels × 7 pixels × 7 frames. The image quality of new DSA was evaluated on 20 coronary arteriogram images, including various degrees of occlusion or stenosis. The results indicated a considerable improvement in DSA image quality; thus, the coronary arteries, carotid artery, and vein were clearly enhanced.     

Aberrant penetrating posterior descending artery from proximal right coronary artery

We report a rare variant of the posterior descending artery (PDA) in a 51-year-old African-American male discovered in coronary CT angiography. Arising from the proximal right coronary artery near its ostium, the anomalous PDA penetrated posteriorly toward the atrioventricular junction septum, exited through the inferior pyramidal space into the posterior interventricular groove and continued in the groove as a short PDA. Along its course it gave rise to small branches to the medial wall of the right atrium, the atrioventricular node region, and the inferoseptal wall of the right ventricle.