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多尺度塔型医学图像增强算法
在基于影像的医学诊断中,为了从图像中挖掘出尽可能多的决策信息,首先需要研究高效的图像增强算法.在分析人眼视觉特性和比较诸多图像增强方法的基础上,本研究选择并改进了一种多尺度塔型图像增强快速算法.以CR和DR临床图像增强为例,实验结果证明了该方法可以较好的满足人眼视觉主观要求,增强效果优于传统单一尺度方法.与小波多尺度图像增强相比,效果相当,但运算时间大为降低,具有良好的实际应用价值.
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基于FPGA的实时X线医学图像处理系统
X线图像的实时处理要求系统具有强大的运算能力和数据吞吐能力.本研究介绍了一套基于FPGA的图像处理系统,可以对输入的X线图像进行多种实时处理,包括回归滤波、数字减影、基于7×7模板的图像增强以及基于双三次插值的图像缩放等,并生成多种接口的显示图像.该系统可以应用于透视和血管减影造影等多种场合.由于采用高度集成的FPGA器件,整个系统功能强大,结构小巧紧凑.实验结果表明,系统工作稳定,可以初步满足临床应用要求.
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一种改进CLAHE算法在医学试纸条图像增强中的应用
在图像对比度增强算法中,结合自适应直方图均衡化和对比度受限两项技术的对比度受限自适应直方图均衡化算法(CLAHE)是一种常用的低对比度图像增强算法.为了解决快速诊断试剂中的过敏原检测试纸条图像对比度低的问题,尝试给出一种改进的CLAHE图像增强新算法.新算法在传统的CLAHE算法的基础上,通过引入一个自适应参数T来自动调整图像每个子块的像素点重新分配的范围,从而达到增强图像细节的目的.通过对过敏原检测试纸条图像增强的实验对比分析,表明改进后的CLAHE算法可有效地改善该类医学试纸条图像的增强视觉效果,为后续医学试纸条的分割和识别奠定基础.与此同时,以图像均方根对比度为定量统计依据,与传统CLAHE算法的结果比较得出:改进的CLAHE算法明显提高图像均方根对比度,传统的CLAHE算法平均提高原图像均方根对比度1～2倍,而改进的CLAHE算法平均提高3～4倍,进一步验证新算法是一种对过敏原检测试纸条图像增强更为有效的方法.
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基于人眼视觉特性的图像处理技术
本文根据视觉神经的感知特性和Weber-Fechner定理,提出了新的中值滤波和图像增强等图像处理方法,有效地改善了细胞显微图像的质量,使之更加符合人眼的观察特性,同时为图像处理技术提供了新的手段和思路.
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肿瘤皮纹无损检测分析系统中的掌纹图像处理
根据方便、快捷、无损伤、无痛苦的原则,正在研制数字化肿瘤皮纹学无损检测分析系统.此系统的技术基础取决于掌纹图像处理.但是,通过FPS-1指纹/掌纹摄取仪得到的待识别掌纹图像并不清晰;(1)由于手掌中部凹陷处不能与摄取仪完全接触,造成待识别掌纹图像中间区域出现断连;(2)由于人的手掌按住掌纹摄取装置时,用力过猛或过轻,都会造成待识掌纹图中各特征点相互之间的距离变化、灰度值变化及其本身在坐标系中的位置变化,即所谓的畸变;(3)存在着大量的汗腺点,它们均被视为噪音.为了解决这些问题,并且针对掌纹图像特点,文中提出了相应的改进的图像处理算法.结果表明,在保留大部分细节特征的前提下,可以清楚的辨别嵴纹结构.这些工作为提取掌纹特征,特别是掌纹三叉点的定位,奠定了良好的基础.
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利用多分辨率分析的胸部X线数字图像粗糙集滤波增强
研究采用一种分辨率分析的胸部X线双能量分离数字图像,实现粗糙集滤波增强的新算法.该方法在用多分辨率分析处理图像的基础上,根据粗糙集理论的条件属性,将每个尺度获得的图像均采用粗糙集处理算法划分为不同的子图像,然后对各个子图像分别作区域滤波和对比度增强处理,后合成一幅高清晰度的新图像.从结果中可看出,采用这种方法处理后得到的图像效果较为理想,能给临床上的医学工作者提供较清晰的图像,同时也为后续的计算机辅助诊断提供有效的依据.
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螺旋CT双期增强扫描对小胰腺癌的早期诊断
目的:研究螺旋CT双期增强扫描对小胰腺癌的早期诊断.方法:25例小胰腺癌患者行螺旋CT胰腺期、肝脏期双期增强扫描,扫描延迟时间分为38 s和70 s,对比剂用量80～100 ml,注射速率3 ml/s.结果:1 cm＜病灶＜2 cm 16例,病灶＜1 cm 9例,其中属于早期胰腺癌17例.17例早期胰腺癌双期增强病灶均不强化呈低密度,局部无浸润,邻近血管无受侵,无肝脏及远处转移.结论:螺旋CT双期快速扫描依靠胰腺癌的血供特点能够清晰的显示出小胰腺癌与正常胰腺的密度差别,使胰腺癌早期诊断变为现实.
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动态直方图双向均衡化的图像增强方法
由于图像增强的对象丰富,现有的方法很难在不同的领域达到很好的效果.本文提出了一种新的基于直方图均衡方法的图像增强技术:动态直方图双向均衡.该方法通过对图像直方图动态分区,独立地进行各个分区的直方图均衡,并均衡了灰度间距,具有很强的适应性和稳定性.经过测试,在不同类型的图像中,该方法在视觉上和量化指标评估上都得到了较好的增强效果.
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邻域相关自适应对比度均衡遥感图像增强方法
提出了一种改进的自适应对比度均衡遥感图像增强方法,首先将图像划分为互不重叠的子块,在计算当前对比度均衡图像子块局部统计参数系数时,引入了一个覆盖该图像子块邻域图像子块的矩形滑动模板,利用模板内图像的局部统计参数计算对比度均衡变换系数.在增强对比度的过程中引入了平滑因子,在增强图像的同时抑制了图像中噪声.遥感图像增强实验结果验证了改进方法的有效性.
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反距离加权插值自适应图像直方图均衡化算法
提出了一种基于反距离加权插值的自适应图像直方图均衡化算法:在非重叠子块直方图均衡化方法的基础上,用反距离加权插值函数的权值描述图像像素之间的相关性,利用权值下降指数调节图像中局部区域的增强效果,通过设置平滑参数控制插值算法的平滑效应.遥感图像增强实验结果表明了该方法的可行性.
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CT中不同对比剂注射方案对小型猪腹部大血管及肝脏强化模式的影响
目的 比较不同对比剂注射方案对小型猪腹部大血管及肝实质强化峰值及达峰时间的影响.方法 对3头健康小型猪行3种方案交叉重复CT扫描,每组方案扫描6次,碘总量均为600 mgI/kg体质量,A组:碘浓度270 mgI/ml,注射流率3.4 ml/s,IDR 918 mgI/s;B组:碘浓度370 mgI/ml,注射流率2.5 ml/s,IDR 925 mgI/s;C组:碘浓度370 mgI/ml,注射流率3.4 ml/s,IDR 1258 mgI/s.比较不同注射方案下腹主动脉、下腔静脉、门静脉主干、肝中静脉及肝实质的强化峰值及达峰时间,对图像强化效果进行评分.结果 达峰时间腹主动脉C组小于B组,下腔静脉C组小于A和B组(P均＜0.05),门静脉主干、肝中静脉和肝实质各组间差异均无统计学意义(P均＞0.05);强化峰值腹主动脉、下腔静脉、门静脉主干和肝中静脉C组均大于A组和B组(P均＜0.05),肝实质各组间差异无统计学意义(P均＞0.05).C组图像强化质量优于A组(P＜0.05),余组间差异无统计学意义(P均＞0.05).结论 对比剂IDR可影响猪腹部大血管强化峰值,碘总量一定时,肝实质强化模式不受对比剂碘浓度、注射流率及IDR的影响.
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HIFU技术中的超声空化及空化增强效应研究进展
超声空化效应是高强度聚焦超声(HIFU)治疗中的重要效应之一,有效诱导并且利用超声空化效应可以增加HIFU辐照后的组织凝固范围和提高HIFU疗效.微泡造影剂被确认为是提高HIFU疗效的一种重要增效剂,其作用就是作为超声空化效应的空化核,降低聚焦超声对组织的损伤阈值从而可以扩大组织的凝固范围.随着对HIFU增效作用的研究进展,HIFU技术必将更加高效、安全,成为临床治疗肿瘤的有力武器.
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2D与3D延迟增强扫描对心肌梗死诊断的对比研究
目的对比一次屏气3D反转恢复梯度回波序列与多次屏气2D反转恢复梯度回波对于评价心肌梗死及其范围作用.方法对19例(34灶)心肌梗死的患者的2D和3D反转恢复的梯度回波序列扫描结果进行分析.分别评价心肌有无延迟增强及其延迟增强的类型,并且测量心肌梗死的范围(延迟强化累及的层数)及透壁程度.结果 2D和3D反转恢复的梯度回波序列对于心肌梗死的诊断和分类以及显示心肌梗死的范围无统计学差异,但2D和3D反转恢复的梯度回波序列对于显示心肌梗死的透壁厚度有统计学差异,3D序列过度估计了心肌梗死的透壁程度.结论 3D的反转恢复的梯度回波序列可以快速地评价有无心肌的梗死,与标准的2D反转恢复梯度回波序列有高度地一致性.
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常规SE序列和高分辨MRI动态增强诊断胸膜局灶性病变的比较
目的比较常规SE序列与高分辨MR(HR-MR)动态增强扫描显示胸膜局灶性病变的价值.方法对30例胸膜局灶性病变做了常规SE平扫和HR-MR T1WI动态增强扫描;进行了图像对比噪声比(CNR)值的测量,分析比较常规SE序列和动态增强的图像质量、病灶检出情况和病灶与周围胸壁深层结构的显示情况.结果 30例胸膜局灶性病变总的CNR值在动态增强早期、增强后期和延迟期均高于T2WI(P均<0.05或<0.01),但具体到不同病种,则不同扫描序列CNR值各不相同.含胶原纤维成分的良性肿瘤T2WI的CNR值均高于动态增强(P均<0.01);胸膜恶性肿瘤动态增强的CNR值则均高于T2WI(P<0.05或<0.01);炎性病变动态增强的CNR值亦高于T2WI(P<0.05或<0.01).MR动态增强的清晰度、图像质量等评分均高于T2WI(P均<0.01);而T2WI的伪影多,多于动态增强(P<0.01).HR-MRI T1WI动态增强扫描可检出所有胸膜局灶性病灶且有助于明确病灶的内部结构及其血流灌注情况,且在显示肿瘤浸润胸壁的深层结构的准确性较常规SE序列要高.结论动态增强HR-MRI扫描可提高胸膜恶性病变和炎症病变的对比噪声比值,能改善图像质量,有助于明确病灶的浸润范围,对胸膜局灶性病变有一定的诊断价值.
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多层螺旋CT增强扫描及三维后处理技术诊断椎动脉型颈椎病
目的探讨多层螺旋CT增强扫描及三维后处理技术在椎动脉型颈椎病诊断中的应用价值.方法收集经临床诊断为椎动脉型颈椎病并行MSCT增强检查的患者63例,设立无颈椎病症状者30例为对照组,利用三维后处理技术处理图像,观察椎动脉、横突孔及钩椎关节的形态学变化并进行对比分析.结果 63例中11例椎动脉表现正常,双侧椎动脉异常2例,单侧椎动脉变细38例,椎动脉局限性狭窄7例,椎动脉闭塞5例;30例对照组中椎动脉正常23例,单侧椎动脉变细7例.椎动脉正常和血管变细两种CTA表现出现比率分别经统计学处理均有显著差异(P<0.01).63例患者中横突孔两侧对称且大小正常者24例(38%),36例一侧横突孔变小(57%);对照组中22例两侧横突孔大小正常且两侧对称(73%),5例(17%)横突孔变小.两组间横突孔变小出现比率差异显著(P<0.01).结论多层螺旋CT增强扫描及三维后处理技术能够清晰显示椎动脉、横突孔及钩椎关节等结构的改变,在椎动脉型颈椎病诊断中具有很重要的应用价值.
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基于多尺度Retinex的医学图像增强方法研究
目的 增强医学图像中的暗区信息和图像对比度,压缩医学图像的动态范围.方法 提出并改进了基于多尺度Retinex方法的医学图像增强处理方法,在3种标准偏差下,求得高斯环境函数;然后使用3种不同的误差函数对医学图像进行卷积操作,将3种标准偏差尺度下得到的结果进行加权平均;后将输出灰度值进行修正,得到可用于显示的结果.结果 改进的MSR算法既可实现低对比度的医学图像增强,又能实现图像的动态范围压缩,能够显著提高暗区医学图像的信息.结论 改进MSR算法能够显著提高暗区图像的信息量,其增强后的信息熵是原图像的2倍多,该方法克服了常规医学增强方法的不足,能够满足医生临床诊断的要求.
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基于各向异性扩散和小波变换的磁共振图像降噪和增强方法
降噪是医学图像处理中一个非常重要的问题,传统去噪方法在降低噪声的同时会模糊图像的边缘,各向异性扩散滤波在降低图像噪声的同时能够使图像的边缘得到保持.利用小波变换可以对图像进行多尺度分解,使我们可以在不同尺度上对图像进行处理.本文利用各向异性扩散滤波对MRI图像进行降噪,然后利用平稳小波变换对图像进行增强处理.实验结果表明,该方法在有效去除噪声的同时能够增强图像的细节,有效地提高了图像的质量.
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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;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.
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肝肿瘤超声造影与增强CT的对比研究
目的比较超声造影(CEUS)和增强CT显示肝肿瘤的血流灌注特点,探讨对肝良恶性肿瘤的诊断价值.方法对92例肝占位性病变进行CEUS和增强CT检查,比较两种技术在不同时相的增强及灌注特征.结果原发性肝癌、血管瘤CEUS和增强CT的增强类型比较差异无显著性意义(χ2检验,P>0.05),肝转移癌两者比较差异有显著性意义(P<0.05).其中30例肝恶性肿瘤CEUS显示的病灶数目为134枚,增强CT显示的病灶数目为118枚.结论 CEUS和增强CT能敏感地显示肝良恶性肿瘤的血供特征,CEUS对肝转移癌微小血管的灌注情况及发现微小病灶方面优于增强CT,可有效地评价肿瘤血管化程度,为肝癌的早期诊断提供更多信息.
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颌面部VX2肿瘤DCE-MRI与乏氧程度及VEGF表达的相关性研究
目的分析颌面部VX2肿瘤DCE-MRI动态曲线与肿瘤乏氧染色和血管内皮生长因子(VEGF)表达水平的相关性,探讨DCE-MRI在肿瘤乏氧评价中的价值.方法 8只新西兰大白兔于单侧颌面部咬肌内接种VX2肿瘤细胞0.5 ml,接种后10天开始,每隔2天取一只荷瘤兔行DCE-MRI检查,绘制肿瘤动态增强曲线,计算大强化率(MER)和强化率斜率(SLE)值.对处死的荷瘤兔,取对应层面病理标本行HE染色、乏氧染色和VEGF染色分析.结果 8只实验兔成瘤率达100%,肿瘤位于单侧咬肌内,呈实质性,边缘较清晰;肿瘤MER值与乏氧程度行Spearman's等级相关分析存在显著负相关(P<0.01);肿瘤SLE值与VEGF表达水平存在正相关(P<0.05).对肿瘤乏氧染色及VEGF表达行连续切片对照研究,发现乏氧染色阳性的区域,VEGF表达也相对较高;但VEGF表达阳性区并不完全与肿瘤乏氧区表达一致.结论肿瘤乏氧与VEGF表达关系密切,乏氧可诱导VEGF表达的增高,而VEGF表达能促进肿瘤血管生成.DCE-MRI动态增强参数与肿瘤乏氧程度和VEGF表达水平有很好的相关性.
