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大规模医学序列图像体视化研究与实现
为了解决PC机上难以实现大规模数据的体视化问题.考虑到PC机内存小,显卡性能低的情况,提出了一种单片读取图像数据的体视化解决方案.采用光线投射体绘制法,实现了三维体视化所需的缩放、平移、旋转、剖切等操作,解决了因单片读取数据而出现的高角度失真问题.绘制过程中,充分利用序列图像的颜色信息,真实地再现了人体的内、外部结构.还与VolView、3Dmed软件进行了对比试验.在VC++.net平台下初步完成了面向PC的医学图像体视化原型系统的开发工作.
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全方向M型心动图中非功能运动的分离和修正
由于受到血液的冲击和周围肌肉的牵拉,B超探测到的心脏运动包含了功能性和非功能性两种运动,由此获得的心动波形图不能准确反映心脏的功能.首先采用改进的Canny算法并辅以改进的径向灰度搜索算法提取左心室短轴轮廓,然后使用基于傅里叶描述子的运动提取方法和质心主轴法获取心脏的非功能性运动,并从复合运动中剔除非功能性运动.基于该方法得到的心动曲线消除了心动波形图中的多线、偏移和被平滑等现象,经修正后的采样方向线能够跟随心脏特定结构的各方向平移,没有出现心动曲线随非功能运动位移和特征点失落等情况,可更准确地反映心脏结构特定部位的功能性运动.
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关节影像诊断系列讲座(一)肘关节创伤——MRI应用
肘关节MRI的主要适应证为急性、慢性创伤,主要优势在于显示软组织病变[1].对于骨骼病变,X线平片为主要影像手段,但MRI可提供额外信息.为了全面评价肘关节,MRI扫描均需包括冠状面、矢状面和横断面,序列常采用SE T1W,FSE T2W,或短TI反转恢复序列(short time inversion recovery, STIR)[2].STIR序列图像效果和诊断价值基本同于脂肪抑制FSE T2W.
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多发性原发于椎管的脊膜黑色素细胞瘤一例
患者男,53岁.背痛、双下肢麻木无力、行走困难6个月,进行性加重1个月.体检:脊柱外观无畸形,腹壁浅感觉减退.右下肢肌力Ⅳ-级,双侧剑突下感觉减退,左右腹壁反射减退,双侧Babinski征(+).胸椎MR平扫(图1,2):T3～5椎管内髓外硬膜下可见3枚大小不等的类圆形结节影,直径分别约为0.4、0.5和1.5 cm;呈稍短T1、稍短T2信号,较大者明显压迫脊髓;在T1W加抑制脂肪序列图像上,病灶仍呈稍高信号,T8～9间隙变窄,T8下缘见一局限性凹入,椎间盘信号减低.意见:T3～5水平椎管内髓外多发性占位性病变,考虑为神经纤维瘤,建议行增强MRI以明确诊断.全麻下行T2～6椎管探查+肿瘤切除术,打开椎管见硬脊膜呈黑色,T5所对应硬脊膜膨隆,无搏动,T3～5硬膜下髓外各有一黑色肿块,直径0.3 ～1.5 cm,质软,易脆,界清,与硬脊膜粘连,T5平面肿瘤压迫脊髓.镜检(图3):见立方及圆形瘤细胞,弥漫分布或巢状排列,大小及形态相差悬殊,细胞无异形,无核分裂像,胞质内有大量黑色素存在,黑色素染色阳性.免疫组织化学染色显示:人类黑色素瘤抗体(HMB45)(+)、S-100(±)、上皮膜抗原 (EMA)(±).病理诊断:(T3～5椎管内)原发性硬脊膜黑色素细胞瘤.
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MRI诊断十二指肠异位胰岛素瘤一例
患者 男,61岁.下午饥饿时即出现心慌、多汗、全身无力、晕厥等症状,须注射高浓度葡萄糖后才缓解.曾到多家医院就诊,空腹血糖2.9 mmol/L,糖耐量实验及胰岛素C肽释放实验均提示胰岛素瘤,但多次胰腺超声及CT检查均未见异常.此次到我院就诊后即行MR检查:横断面快速自旋回波(FSE)序列T2WI、T2 W脂肪抑制像,以及T1平扫、动态增强脂肪抑制像胰腺均未见异常信号区,轮廓正常,但胰腺形态较细小,提示轻度萎缩.在距胰腺下方约2 cm的十二指肠水平段见直径约1.4 cm的卵圆形长T1长T2信号区,动态增强动脉期明显强化,其信号强度与血管一致.该患者具有典型的Whipple三联征,而胰腺信号轮廓正常,但形态较细小,高度怀疑异位胰岛素瘤.为排除肠道内液体所形成的假瘤影像及可能的血管病变,3 d后再行复查,病灶在横断面各序列图像上的形态信号及部位均与3 d前一致(图1,2),冠状面T2脂肪抑制像及T1动态增强像上该病灶位于十二指肠降段与水平段交界处(图3,4).MRI诊断为十二指肠异位胰岛细胞瘤.手术所见:肿瘤位于十二指肠降段与水平段交界处内侧缘肠壁内,大小约1.3 cm×1.5 cm(图5).病理诊断:胰岛β细胞瘤(图6).
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医用植入体的多视立体三维重建
为了方便医生在介入治疗手术中从三维角度更加全面地获取信息和准确操作,该文采用了多视角立体重建算法对医用植入体进行了体外三维重建,从拍摄方法和环境条件等角度分析了重建时间和效果的影响,并利用便捷的拍摄设备和开源软件对支架进行了多视角图像的采集和点云数据的获取,交互式地运用逆向工程软件对点云进行精细化处理和表面生成,终重建出了可用于工业生产的植入体三维模型.
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基于法线特征匹配的主动脉弓动态图像测量方法
目的 研究主动脉弓动态图像测量的方法.方法 提出基于法线特征匹配的主动脉弓边界动态跟踪方法,首先通过手动选点和曲线拟合的方法确定第一帧图像的边界,从而克服了阈值分割法的边界不连续的缺点,然后使用法线特征匹配的方法对主动脉弓序列图像进行边缘检测,得到平滑的主动脉弓边界曲线,实现了主动脉弓序列图像的动态跟踪.结果 准确测量了主动脉弓的运动变形参数.结论 成功得出了主动脉弓的运动变形规律,为主动脉弓的有限元计算打下了良好的基础.
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一种新颖的序列图像自动配准方法
序列图像的配准是医学临床与科研实践中扮演着非常重要的角色.为了快速、准确地进行医学序列图像配准,本文提出了一种利用图像联合直方图进行序列图像自动配准的新方法.首先对图像阈值分割,将其联合直方图划分为4个区域,然后根据不同的配准图像数据,选择定义在不同区域上的计数值作为参数计算的准则函数.该方法设计简单、巧妙,以计数方法代替其他方法中大量的浮点运算.由于准则函数具有良好的光滑特性,且选择Powell算法做优化搜索,因此保证了优化结果的准确性.和其他算法相比,该方法大大简化了准则函数的计算,从而显著提高了配准优化搜索的速度.根据实验结果,及与基于互信息量方法的对比,证明该方法准确、简便、快速、有效.
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基于模糊聚类优化的序列图像快速分形压缩
针对传统序列图像分形压缩算法编码时间过长的问题,提出了一种基于模糊聚类优化(OFC)的快速算法,它是一种基于单帧的序列图像帧间分形压缩算法.首先使用LBG(Linde-Buzo-Gray)方法对序列图像组成的搜索空间样本集进行初始化,然后将OFC方法应用于对样本集的软分类,匹配时通过用类内搜索取代全局搜索,将分形编码过程聚焦在有效的局部范围内,从而减少了匹配次数,降低编码时间.由于OFC算法是一种软分类方法,样本集类别数的确定即终聚类方案是取样本集所有可能的分割中对应于目标函数小者的分割,所以它不但是基于全局优的聚类方法,避免了基于局部优LBG算法中的某些误判,而且有效抑制了传统硬分类方法中类别数需预先指定的人为干扰因素,使恢复图像的质量能够得到更有效保证.相同运算环境下的仿真实验结果说明,在不影响信噪比和压缩比的前提下,与传统序列图像分形压缩算法相比,OFC算法编码速度可提高约5倍,证明了本算法的优越性.
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基于几何活动轮廓的神经元干细胞序列图像的自动分割
一个快速稳定的分割系统是研究神经元干细胞变化的基础,为完善此系统,针对多连接边缘模糊的细胞分割提取问题,根据曲线进化原理,我们提出了一种基于水平集方法的改进的几何活动轮廓算法.此算法能自动解决图像的拓扑变化,并能获得更加真实的细胞轮廓边缘.将此方法应用于神经元干细胞的序列图像分割,实验结果证明了此算法的有效性与准确性.
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按标记进行自动测量的生物管道组织力学实验系统的建立
作为生物管道组织力学实验系统的核心,基于测量标记的序列图像自动测量程序可为力学分析提供组织长度和平均外直径这两个基本形态参数.VC++与Matlab混合编程,子程序负责处理单幅图像(做彩色-灰度变换、阈值分割、按测量标记提取目标区域并进行测量),主程序则在依序遍历记录着组织受力胀缩过程的图像序列时反复调用此子程序而实现对序列图像的自动测量和力学分析.实践证明本实验系统在测量时既避免了肉眼识别、人工择定测量区域所带来的人为误差,精度完全满足力学分析的要求,又大幅节省了时间与精力.实验组织的实际情况亦满足所用力学分析理论的应用条件.
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PACS图像工作站三维可视化方法研究
讨论了PACS图像工作站获取序列扫描图像的途径,PACS应用实体之间采用面向对象的客户/服务器结构,利用DICOM标准建立的服务类实现扫描图像的存储、查询和传输功能,并以网络数据库的方式实现序列图像的有序存储和分类管理.图像工作站将获取的DICOM格式序列图像转换成体素场,采用面绘制与体绘制算法生成感兴趣对象的三维图像,使重建的图像获得清晰的三维细节和真实感,文中给出了3组应用实例的结果.
