一种快速斜截面医学图像重建算法

提出了一种基于矢量旋转的快速任意截面医学图像重建方法.算法采用矢量方程描述成像截平面,通过两步计算,把成像截平面法矢量的方向数换算为相对于空间参照系三个坐标轴的旋转量,从而将定解问题转化为求不定解的一个特解.算法的优点是避免直接求解方程,直接计算截平面与三维图像场之间点坐标的转换关系.计算仅涉及成像截平面法矢量的方向数,计算量小,易于对人机交互的描述,便于接口软件开发.实验结果表明,算法速度快,实用性强.     

中下胸椎肋椎单元三维有限元模型的建立☆

背景：建立中下胸椎肋椎单元有限元模型对进一步的力学分析意义重大。 目的：通过CT扫描结合逆向工程软件建立中下胸椎肋椎单元三维有限元模型。 方法：选择内蒙古医学院附属第二医院影像科无脊柱疾患和骨质疏松标本1例,利用医学图像处理软件Mimics实现直接从CT图像中提取数据,再利用逆向工程技术平台Geomagic,在可视化的界面下对模型进行修改,建立人完整中下胸椎肋椎单元、椎间盘的有限元模型。 结果与结论：利用Mimics,Geomagic等逆向工程软件,结合CT扫描技术对人中下胸椎肋椎单元进行了三维重建,精确再现了中下胸椎肋椎单元外形解剖特征,实现了对椎体组织内部不同结构的精细区分,中下胸椎肋椎单元共具有132 649个四面体单元。提示此方法可以提高建模的效率和可操作性,能够成功建立符合实验要求的有限元模型。      

一种快速有效的医学图像灰度插值算法

介绍一种用于快速有效的医学图像灰度插值算法。通过在两幅已知图像上寻找对应点，有效地解决了线性插值边界模糊的问题，同时避免了基于形状的插值算法中图像分割的问题，具有较强的适用范围。实验结果表明此算法能得到令人满意的插值结果。     

快速显示三维医学体数据的光线投射方法

本文提出了一种快速显示三维医学体数据的光线投射方法，方法原型是基于以图像空间为序的体显示算法，但在物体空间实施加速方法。在本文中，首先我们简要介绍了图像空间为序的休绘制算法原理及步骤。接着，叙述了如何利用物体空间的包围体方法来减少追踪光线数量。最后，给出了该算法用于显示同一医学体数据内多器官的研究结果。     

三维模型的网格简化算法

总结了三维网格简化算法并进行了分类。典型的网格是由一系列三角形构成的表面。表面的类型从高度区域到复表面到一般表面。文章的后半部分详细介绍和实现了其中一种简化算法     

基于分水岭算法的交互式三维分割方法

背景：在临床中准确对人体组织进行三维分割能提高临床诊断的准确性,但传统的分水岭算法存在过度分割问题,难以实现人体组织的三维分割。 目的：为准确三维分割人体组织,减少图像中伪极小值点对图像分割的影响,提出了一种基于控制标记符分水岭的交互式三维分割方法。 方法：提取CT序列图像的内部和外部标记符,以此修正梯度图像并进行分割;在此基础上,根据序列图像上下层的相似性,利用人机交互进行组织结构的三维分割。首先在第一张序列图像上手工选取感兴趣区域上的一个点,借助同一组织在连续CT序列图像上面积的重叠关系即可从三维序列图上提取出感兴趣区域。 结果与结论：基于控制标记符的分水岭算法解决了直接应用梯度图像进行分割的过度分割问题,便于进一步分割图像。利用基于分水岭算法的交互式三维分割方法得到的三维分割结果经过三维可视化后可清晰、准确地反映组织的三维特征。     

基于有限元的虚拟人体三维医学图像分析--一种四面体网格剖分算法

介绍了一种针对医学体数据的三维网格划分方法。首先将三维图像剖分成大小相同的立方体，再将立方体剖分成四面体，然后提取目标区域。最后根据特定的算法将组织表面细化。这一方法为快速有效的分析外科手术中人体软组织的变形情况提供了必要的数据准备。     

一种基于卷积神经网络的DIA数据预处理模型

目的数据非依赖性采集(data independent acquisition,DIA)是目前针对大通量蛋白质组学分析常用的一种数据采集方式。在对DIA数据无目标的分析方式中,由于无法预测肽段出现在DIA数据中的位置,需要对谱中所有的峰进行分析。但谱中含有大量的噪声峰,这些峰会严重影响后续蛋白质定性定量分析的效率与效果,所以在DIA数据的无目标分析过程中先进行预处理以去除噪声峰就成了很重要的一步。为了能充分利用从DIA数据中提取出来的肽段在一级质谱(first stage of mass spectrometry,MS1)和二级质谱(second stage of mass spectrometry,MS2)中的峰信息,提出质谱卷积神经网络(mass spectrometry convolutional neural network,MSCNN)模型。方法不同于传统的方法,本文首先提出适用于MSCNN网络结构的样本提取流程,然后利用MSCNN对样本进行训练和学习,该模型可以最大限度利用肽在MS1和MS2中的特征,最后通过观察模型在测试集中的结果来验证模型的效果。结果和传统算法相比,在保证真峰处理效果大致相同的情况下,MSCNN模型过滤噪声峰的数量提高了约11.2%。结论本文提出的MSCNN模型可以更有效地去除DIA数据中的噪声峰。     

基于CUDA的快速三维医学图像分割

目的:三维分割是医学图像分析和可视化中的重要组成部分,也是医学图像分割中的一个难点。水平集方法在三维医学图像分割中有很广阔的应用前景,但是该算法的计算量大,不能达到实时处理的要求。针对这个问题,提出了一种基于CUDA的并行加速方法。方法:采用NVIDIA公司的GPGPU模型CUDA,利用图像像素的独立性和偏微分方程求解的并发性,提高C-V水平集算法的分割速度。给出了并行计算的流程图,并对C-V水平集算法在CUDA上的实现进行了详细介绍。结果:实现了C-V水平集并行加速算法,该方法在保证分割效果的前提下,具有更快的分割速度。结论:所提出的方法是切实可行的,实现了快速的三维医学图像分割。     

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。     

心脏节律的神经细胞模型

目的 建立一个新的心脏节律模型。方法 利用两个Hodgkin-Huxley方程分别模拟窦房结和房室结的电位，综合描述心脏节律的规律。结果 利用模型研究外界刺激和离子浓度对心脏节律的影响，模型分析的结论和实际一致。结论 这里的数学模型描述了心脏节律变化。模型构造清晰，参数具有生理意义。     

基于微机的三维医学图象处理与分析系统

本文介绍了一个我们自主开发的基于微机的三维医学图像处理与分析系统，系统运行于Windows95／Windows NT环境，主要包括图像预处理，切片重组，三维面显示，三维体显示，手术模拟等功能，可广泛用于CT，MRI等医学图象的处理与分析，具有很好的应用前景。     

Ventricular shape visualization using selective volume rendering of cardiac datasets

In this paper, we present a novel technique of improving volume rendering quality and speed by integrating original volume data and global model information attained by segmentation. The segmentation information prevents object occlusions that may appear when volume rendering is based on local image features only. Thus the presented visualization technique provides meaningful visual results that enable a clear understanding of complex anatomical structures. In the first part, we describe a segmentation technique for extracting the region of interest based on an active contour model. In the second part, we propose a volume rendering method for visualizing the selected portions of fuzzy surfaces extracted by local image processing methods. We show the results of selective volume rendering of left and right ventricle based on cardiac datasets from clinical routines. Our method offers an accelerated technique to accurately visualize the surfaces of segmented objects.     

基于人体信息三维可视化的医学图像边缘检测算法研究

针对医学图像处理和三维医学图像可视化，系统总结了目前边缘检测技术，归纳了各种边缘检测算法。     

基于CT的头颅骨三维表面重建

基于头颅骨的计算机断层 (CT)图像 ,研究了一种对头颅骨表面三角化重建的方法。首先通过交互式分割选择出感兴趣区域 (ROI) ,提取出ROI的轮廓点并根据位置关系对轮廓点排序。然后基于局部形态最佳的思想 ,对两相邻断层图像上的轮廓点进行三角化 ,从而得到具有最佳几何形态的三角化表面。最后用实际的CT图像对所提出的算法进行实验 ,验证了此种方法的快速、有效和鲁棒性。     

抑制准周期干扰的自适应相干模板法

本研究将用于滤除工频干扰的自适应相干模板法进行了推广 ,使其可以用于抑制准周期干扰。这种方法利用干扰信号的准周期性 ,从原始输入信号中得到干扰信号模板 ,进而从原始输入信号中减去干扰信号的模板 ,从而达到滤除信号中准周期干扰的目的。自适应相干模板法不需要附加的参考通道 ,方法简单 ,计算量小 ,无需专用硬件即可实现。     

一种在物体空间加速的光线投射体显示方法

本文提出了一种减少体显示时的投射光线数量的方法，方法原型是基于以图像空间为序的体显示算法，但在物体空间实施加速方法。首先我们简要介绍了图像空间为序的体绘制算法原理及步骤。接着，叙述了如何利用物体空间的包围体方法来减少追踪光线数量。最后，给出了该算法用于显示医学体数据的实验结果。     

基于照明反射模型的内窥镜图象增强方法研究

图象增强方法的研究主要集中于复杂的自适应算法的研究,并且较多地适用于Ｘ射线图片和ＣＴ影像,针对内窥镜图象的增强方法研究较少。本文首先分析医用电子内窥镜图象的主要特点,提出基于照明反射模型的同态滤波方法,接着在简要介绍模型的原理、实现过程和特点的基础上,给出了适用的滤波函数模型和表达式;最后,将处理结果和其它图象增强方法相对比。实验证明此方法可以更多地保留图象细节,更好地抑制高频噪声和图象亮度的白色     

Fusion Viewer: A New Tool for Fusion and Visualization of Multimodal Medical Data Sets

Digital medical images are very easy to be modified for illegal purposes. For example, microcalcification in mammography is an important diagnostic clue, and it can be wiped off intentionally for insurance purposes or added intentionally into a normal mammography. In this paper, we proposed two methods to tamper detection and recovery for a medical image. A 1024 × 1024 x-ray mammogram was chosen to test the ability of tamper detection and recovery. At first, a medical image is divided into several blocks. For each block, an adaptive robust digital watermarking method combined with the modulo operation is used to hide both the authentication message and the recovery information. In the first method, each block is embedded with the authentication message and the recovery information of other blocks. Because the recovered block is too small and excessively compressed, the concept of region of interest (ROI) is introduced into the second method. If there are no tampered blocks, the original image can be obtained with only the stego image. When the ROI, such as microcalcification in mammography, is tampered with, an approximate image will be obtained from other blocks. From the experimental results, the proposed near-lossless method is proven to effectively detect a tampered medical image and recover the original ROI image. In this study, an adaptive robust digital watermarking method combined with the operation of modulo 256 was chosen to achieve information hiding and image authentication. With the proposal method, any random changes on the stego image will be detected in high probability.     

一个基于频谱检测是否发生心室纤颤的算法

本文提出可能利用一维滑动ＤＦＴ并行处理器实时提取ＥＣＧ信号的滑动频谱，以中间一段的频谱的模的均方值作为特征来判别病人是否发生了心室纤颤。作者对１４０个Ｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒ Ｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ（ＶＦ）信号和Ｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒ Ｔａｃｈｙｃａｒｄｉａ（ＶＴ）信号作了统计，并用概率纸证明在特征值取值范围内是正态概率分布模型。作者使用了序贯假设检验的办法来进行判决，通过扩大判决阀值减少了误判率