小动物CT-SPECT双模态成像系统中CT几何畸变校正方法

目的 在北京大学医学物理和工程实验室研发的一个基于平板探测器的锥形束X线计算机断层扫描成像装置和单光子发射计算机断层扫描成像组成的双模态小动物成像系统中,提出一种用于校正机械系统不完善所引起的CT图像几何畸变的新方法。 方法 为系统建立一个笛卡尔坐标系,用鲍威尔算法对几何畸变参数进行计算。 结果 选取以平板探测器中心为坐标原点的坐标系统,所有几何参数均在该系统中进行定义,相应的几何畸变参数得到精确计算,基本上消除了几何伪影,经过校正后的重建图像质量有较大改善。 结论 该方法可有效校正小动物CT-SPECT双模态成像系统中CT图像的几何畸变,也适用于其他锥形束计算机断层扫描成像装置,并可作为单光子发射计算机断层扫描成像装置的几何畸变校正和双模态图像配准的基础。     

一种基于指数型先验分布的正电子发射断层图像重建算法

背景:最大似然估计算法是正电子发射断层图像重建的经典算法,能够在信息量不足的情况下获得分辨率和噪声特性均优于滤波反投影重建的重建结果.但是MLEM算法具有不稳定性,即随迭代次数的增加,图像噪声反而会增加.目的:针对MLEM算法的图像噪声问题,提出一种基于指数型先验分布约束的MAP重建算法.方法:将指数先验分布代替传统MAP重建中的高斯先验,并用信噪比和归一化均方误差来判断重建质量.结果与结论:实验证明,该算法不仅能够抑制噪声,而且能够保持重建图像的边缘,不会造成过分平滑.     

正电子发射断层图像重建中基于有序子集惩罚最小二乘算法的应用

为了解决正电子断层成像中传统迭代重建算法不能有效抑制噪声和收敛速度慢的问题,在最小二乘算法中引入二次平滑先验惩罚项,并结合有序子集加速方法用于正电子发射断层图像重建,形成了有序子集惩罚最小二乘算法.实验结果表明,有序子集惩罚最小二乘算法相对于最大似然估计等算法,不仅能够有效地抑制噪声,重建出质量更好的图像,而且较大地提高了收敛速度.     

骨龄X射线图像的预处理和改进k余弦的指骨关键点定位

背景:在骨龄自动化评价过程中,二值化阈值的选取直接关系到图像二值化效果以及对指骨关键点的准确定位。目的:解决骨龄X射线图像二值化阈值选取问题,以及k余弦算法定位指骨关键点速度过慢的弊端,从而达到快速准确定位指骨关键点的目的。方法:采用图像预处理技术,提出基于OSTU阈值的二次阈值算法,用该方法获取的阈值来二值化骨龄X射线图像;针对k余弦算法定位指骨关键点速度很慢的缺点,提出一种改进的k余弦算法来快速准确的定位指骨关键点。结果与结论:用改进后的k余弦算法来定位63例指骨关键点的总成功率在95%以上,此法运行速度比k余弦算法快20倍以上,其准确性和速度都达到比较满意的效果。     

骨龄X射线图像的预处理和改进k余弦的指骨关键点定位

背景：在骨龄自动化评价过程中,二值化阈值的选取直接关系到图像二值化效果以及对指骨关键点的准确定位。目的：解决骨龄X射线图像二值化阈值选取问题,以及k余弦算法定位指骨关键点速度过慢的弊端,从而达到快速准确定位指骨关键点的目的。方法：采用图像预处理技术,提出基于OSTU阈值的二次阈值算法,用该方法获取的阈值来二值化骨龄X射线图像;针对k余弦算法定位指骨关键点速度很慢的缺点,提出一种改进的k余弦算法来快速准确的定位指骨关键点。结果与结论：用改进后的k余弦算法来定位63例指骨关键点的总成功率在95%以上,此法运行速度比k余弦算法快20倍以上,其准确性和速度都达到比较满意的效果。     

基于阈值分割和Snake模型的弱边缘医学超声图像自动分割

医学超声图像分割是图像处理中的一项关键技术.文章以胆结石超声图像为例,介绍一种新的弱边缘超声图像自动分割算法.首先采用基于直方图凹度分析的闽值分割方法确定Snake模型的初始蛇,再基于Snake模型结合贪婪算法对图像进行目标分割.实验结果表明该算法对弱边缘现象较为严重的医学超声图像进行目标分割时,定位准确,分割效果良好,足一种全自动的超声医学图像分割方法.     

孤立性肺结节的临床与CT计量诊断

目的探讨孤立性肺结节(SPN)的临床、CT计量诊断方法的准确性.方法收集145例经病理证实的SPN(原发性肺癌86例、良性肿瘤12例、结核球18例、炎性结节29例),采用最大似然法综合分析它们的年龄、性别、临床症状和HRCT或薄层CT征象(边缘形态、密度、周边特征),转化为评分值,判定结节所属类型.结果最大似然判别法对原发性肺癌、良性肿瘤、结核球、炎性结节的诊断正确率分别为91.9%、83.3%、72.2%、48.3%.平均判断正确率为80.0%.结论结合临床和CT指标的计量诊断法有助于鉴别SPN.     

Philips GEMINI PET/CT五种常规图像重建算法图像质量的比较

目的 探讨Philips GEMINI PET/CT五种常规图像重建算法对PET图像质量的影响.方法 对Jaszack模型进行PET/CT显像,分别运用滤波反投影Hanning滤波(FBP-Hanning)、滤波反投影Butterworth滤波(FBP-Butterworth)、有序子集最大期望值法(OSEM)、行处理最大拟然算法(RAMLA)及三维行处理最大拟然算法(3D-RAMLA)对模型显像的各组原始数据进行图像重建.比较模型显像在不同重建算法及不同计数状态时图像分辨率、图像均匀性、图像对比度以及重建时间的差异.结果 模型显像中,3D-RAMLA、RAMLA、OSEM、FBP-Hanning及FBP-Butterworth所需重建时间分别为180 s、130 s、120 s、85 s、80 s.在高计数状态下,FBP-Butterworth最小可分辨4.8 mm的"热区"立柱,FBP-Hanning、OSEM、RAMLA及3D-RAMLA最小可分辨6.4 mm的"热区"立柱.在各种重建算法中,3D-RAMLA的图像对比度明显优于其他算法,RAMLA及3D-RAMLA的图像均匀性指标优于其他算法.随着采集计数的减少,各重建算法均出现图像分辨率、图像均匀性以及图像对比度的下降,其中以FBP-Butterworth下降最为显著.结论 不同重建算法及不同计数状态下PET图像质量存在不同程度的差异,在临床显像中应根据需要选择适当的图像重建算法.     

基于小波变换和高斯差分冷冻电镜生物大分子图像的自动分割

冷冻电镜生物大分子图像分割是进行冷冻电镜生物大分子颗粒识别的基础.文章分析了冷冻电镜生物大分子图像的主要特点,提出了基于小波变换和高斯差分的冷冻电镜生物大分子图像自动分割方法.该方法利用小波变换得到原图像的低分辨率图像,抑制了噪声,提高了图像的对比度;同时采用高斯差分算子解决了图像亮度不均匀的问题,并对高斯差分图像采用基于灰度梯度信息融合的分割方法.实验结果表明,该算法能有效的减少噪声对边缘提取的影响,分割效果良好,是一种全新的冷冻电镜生物大分子图像自动分割算法.     

基于对象识别和分割的图像噪声抑制

在医学图像降噪中,不损失图像细节是至关重要的.传统的方法是直接对整个图像进行滤波处理.然而这种操作在减少噪声的同时也会破坏图像的细节.因此,关键的问题就是怎样在保持图像细节的同时能够减少噪声.为了解决上面提到的问题,在这篇论文中提出了一种模拟生物视觉的图像处理方法,首先提取图像的边缘信息,将图像分割成边缘区域和非边缘区域,然后对这两个区域采取不同的滤波降噪,再进行重新合成.与传统方法相比,本方法在保存图像细节上有一定的效果.     

CT图像中肺实质的自动分割

目的 为解决肺实质分割中肺部结节及高密度血管易遗漏的问题,提出一种自动肺实质分割方法.方法 首先利用二维区域生长反操作、连通区域判别等方法提取肺实质区域;然后利用行扫描法定位肺区边界点;最后通过对边界点参数分析,定位受肿瘤侵占的边界点,利用曲线拟合修复受损边界.结果 通过对多组胸部CT图像的分割,验证了算法的有效性;与几种常见边界修复算法对比,验证了行扫描边界修复算法的优越性.结论 本文提出的算法能将肿瘤包含到肺实质区域,确保分割的完整性、准确性、实时性.     

一种数字人脑部切片图像分割新方法

目的 提出一种人脑切片图像自动分割算法,以克服现有的方法对大量人工参与的依赖.方法 针对人脑切片图像的特征,提出一种基于区域生长的灰度直方图阈值化分割算法.首先通过区域生长过程对图像进行初始的粗分割,再用直方图阈值化方法进行二次细分割提取目标区域.结果 采用此方法准确有效地分割出了大脑白质和大脑皮质.结论 此算法结合切片图像的全局信息和局部信息应用于分割,是一种比较好的分割方法.     

基于纹理分析和双边滤波方法对加标记心脏核磁共振图像分割

背景:加标记心脏核磁共振成像方式提供了左心室内外心膜的边缘信息,该边缘信息可由分割图像得到.但是,所引入的标记线加大了这类图像边界分割的凼难.目的:针对目前在加标记心脏核磁共振图像中对左心室分割困难的问题,提出了一种新的自动分割的方法.方法;首先,使用全局直方图规定化方法增强标记和非标记区域的对比度;然后,利用一种简单的纹理分析方法区分血流充盈的心腔(非纹理)区域和加标记心肌(纹理)区域;再应用双边滤波在保持边界的同时滤掉图像的伪影;最后,用GVF-snake模型自动提取左心室图像的边界.结果与结论:提出了一种简单的纹理分析方法来移除标记线:用局部窗口中的最大灰度值与最小灰度值之差来代替原象素点灰度值,再运用双边滤波滤除图像伪影并保持边界,最后应用 GVF-snake模型实现了左心室边界的有效提取.实验结果显示,该方法能够较好地提取部分加标记心脏核磁共振图像中血流充盈区的边界.     

消化道微型诊疗胶囊核医学图像定位系统设计

目的设计一种新型的基于闪烁扫描法的人体肠道微型诊疗胶囊的实时定位跟踪系统。方法利用已有发射型计算机断层成像技术采集到的图像,提取有用信息并处理得到微型诊疗胶囊在肠道中的运行轨迹。结果根据微型诊疗胶囊定位系统的构成及空间投影定位算法,给出模型实验和初步人体实验结果。结论此种方法能较好的解决微型诊疗装置定位问题,具有良好理论和实际应用价值。     

基于自适应低通滤波的超声医学图像增强算法

目的 介绍一种超声医学图像增强的有效算法.方法 基于自适应低通滤波器的超声图像增强算法,首先采用对数变换的方法将超声医学图像中存在的乘性噪声变为加性噪声;再通过低通滤波器将对数图像分为高频分量和低频分量,对低频分量采用自适应直方图均衡处理,对高频分量进行加权;然后对低频分量和高频分量进行融合得到增强的对数图像;最后对对数图像进行指数变换得到输出图像.结果 原超声医学图像得到有效增强,边缘细节得以保留.结论 该算法有效地实现了超声医学图像增强,突出了超声图像的细节,改善了视觉效果,并对噪声具有良好的抑制作用.     

获取医学灰度图像轮廓图的算法

目的:提出一种改进的形态学边缘检测算子,以获取医学灰度图像轮廓图,并保持边缘的平滑性,并与传统的边缘提取方法进行比较。方法:图像边缘检测通常是以类似于素描图的图像表达出物体的要素和特征,其任务是使图像边缘准确定位和抑制噪声。试验采用3×3的模板作为结构元素对原图像进行处理,利用基于数学形态学的方法,用形态运算膨胀、腐蚀、开、闭等变换以及它们的组合及灰度切片的方法获取质量好的医学轮廓图像,并与用Sobel算子方法和Roberts算子方法获得的轮廓图像进行比较。结果:试验结果表明,Sobel和Roberts等算子不能全面检测出边缘,且边缘模糊。采用复合型数学形态学算子与灰度切片结合的算法获得的轮廓图边缘连续和完整,断点少,且轮廓周围的灰度已进行合并具有更丰富的细节,相对于常用的微分算子和形态学边缘梯度算子更能有效地滤除噪声,这一方法对噪声医学图像边缘的提取效果更好。结论:采用复合型数学形态学算子与灰度切片结合的算法从原始图像获取医学轮廓图像效果好,优于传统的边缘提取方法。     

基于电阻抗成像技术的脑病变组织检测仿真研究

目的 采用电阻抗成像技术重建三维头部模型的阻抗分布图像,检测组织是否发生病变。方法 在有限元球头模型和真实头部模型两种三维组织模型上进行仿真,采用微分进化算法重构组织图像,有效定位阻抗突变区域,检测病变组织部位。结果 该算法能够精确重建组织图像,成功检测病变区域。结论 本法是一种简单、鲁棒性强的进化类全局优化算法,用于电阻抗成像技术中,进化总能得到很好收敛,成像质量较高,可靠性较强。     

最大似然法和方根法计算HLA三座位单体型频率的比较

目的研究在不同样本量条件下,方根法和最大似然法计算HLA-A-B-DR三座位单体型的准确性。方法选择100例有家系资料的个体,以方根法和最大似然法分别计算其单体型频率,并与家系分析结果相比较。从四川骨髓库中选择8 933例无关个体,比较2种方法计算得到的单体型频率。结果在标本量分别为100例和8933例时,2种方法得到的最常见单体型分布差异无统计学意义。方根法计算结果中有大量单体型频率为负值,频率为正的单体型累计频率>1。结论总体来说,最大似然法比方根法更加准确,但2种算法得到的最常见单体型频率差异无统计学意义。     

CR图像自适应增强方法在头颈部的应用

数字CR检查在头颈部的应用克服了常规X线摄影一次曝光难以清晰显示骨与软组织位置关系的不足,使X线诊断更趋全面,并降低了X线辐射量.在成像过程中,由于各种不利因素的影响导致图像质量下降,要对其进行增强处理方能满足医生临床诊断的需要.一般的图像边缘细节增强算法未考虑人体不同部位的结构和密度特性.本文提出一种根据人体头颈部特点的自适应CR医学图像增强算法,利用该算法对头颈部图像进行边缘细节增强处理,并与线性反锐化掩模法处理后的图像进行比较,结果 表明该算法处理后的CR图像细节丰富,信噪比高,细节方差和背景方差之比(DV/BV)高,增强后的CR图像具有良好的视觉效果,是一种有效的适合头颈部CR医学放射图像的边缘细节增强方法.     

结合各向异性扩散滤波Thin Plate先验正电子发射断层图像重建的算法

背景:在正电子发射断层成像中,MAP重建方法通过引入先验分布约束,可以明显提高重建图像的质量,但不合适的先验分布项可能会造成重建图像过度平滑或出现阶梯状边缘伪影.目的:针对基于传统局部先验信息的MAP方法易于导致重建图像过平滑或产生阶梯状边缘伪影的问题,提出了一种结合各向异性扩散滤波的、基于Thin Plate先验的改进MAP重建算法.方法:重建算法由两步组成:基于双向扩散系数的PDE各向异性扩散滤波和基于Thin Plate先验的MAP估计.重建图像通过这两步交替迭代得到.文中采用归一化均方根误差和信噪比定量评价重建图像质量.结果与结论:结合了基于双向扩散系数的PDE各向异性扩散滤波,并将Thin Plate二次二阶先验模型引入到MAP重建算法中,所获得的重建结果图像在抑制噪声、边缘保持方面取得了良好的效果,SNR、RMSE以及视觉评价等方面均有较大程度的改善.