邝宇[1]2004年在《基于双平面正交投影的血管截面图像重建的研究》文中提出基于双平面正交投影的血管截面形状的图像重建是典型而又有重要应用价值的极少数投影重建图像问题，对于各种心脑血管疾病的诊断和治疗具有非常重要的指导意义，多年来一直是国内外的研究热点。双平面正交投影X线成像系统能在极短的时间内对注入造影剂的血管相继在两个相互垂直的方向上成像，几乎可以同时得到两幅相互正交的血管造影荧光照片，正交投影的血管造影图像有效的增加了空间信息。通过双平面正交投影实现病灶区血管的截面形状的重建对医疗诊断具有重要意义，它可以提供有关病灶成因的信息及当前病症的严重程度。我们主要针对基于双平面正交投影的血管截面的图像重建的方法进行研究，为疾病的诊断提供直接的有价值的理论和技术依据。 在血管截面图像重建中，血管造影的灰度级图像并没有实际的物理意义，根据血管形状主要是椭圆型，星型、月牙型和不规则型，我们把椭圆型、星型、月牙型和不规则型的血管截面的二值图像作为研究的对象，使用平行的理想的X射线形成投影数据，实现计算机的模拟。 从两个正交投影重建血管的截面形状，只有两个方向的投影，方程组是有限的，缺乏足够的信息，是个典型的不适定问题。根据只要能够计算出满足特定的图像重建需求的矩信息，就可以唯一确定图像的矩函数唯一性原理，我们通过计算投影信息中的几何矩来反推欲重建的血管截面的矩信息，应用奇异值分解来估计截面的几何矩，在此基础上，计算其Legendre矩，并使用亮度矩实现图像的二值化，通过迭代最终实现血管截面的重建，试验结果验证了该方法的有效性，结果满意。我们还使用高阶的冗余亮度矩方程组对有噪声数据进行了降噪处理，提高血管截面的估计精度。在重建出一系列的血管截面图像的基础上，我们使用体光线跟踪的直接体绘制技术实现了血管叁维结构的重建。
邝宇, 夏灵, 汪元美[2]2004年在《基于双平面正交投影X线成像系统的血管图像重建技术》文中认为基于双平面正交投影X线成像系统的血管图像的重建技术是一个典型而又有重要应用价值的极少数投影重建图像问题。本文在介绍了由双平面正交投影重建出血管图像的基本原理的基础上,重点分析了通过在两个相互正交方向上的投影重建出血管的叁维骨架(中轴线)和截面形状的研究方法与进展,并对有待解决的主要问题和今后的发展方向进行了讨论。
李广[3]2007年在《基于双平面投影的血管叁维重建研究》文中研究说明动脉硬化症(atherosclerosis, ATS)特别是心脑血管的动脉硬化病变是严重威胁人类健康的主要疾病之一,动脉硬化症的诊断和治疗都依赖于血管狭窄的位置,程度等信息的获得。叁维重建可以得到血管的整体结构,通过察看血管截面的半径,狭窄率,狭窄长度等来帮助医生对血管进行狭窄辅助诊断。因此,血管的叁维重建具有很好的临床意义和应用价值,成为了国内外研究的热点。本文对双平面血管叁维重建进行了研究,首先提取血管图像二维信息(血管骨架、血管边缘和直径),再由二维骨架重建血管叁维骨架树,最后在叁维骨架树上重建血管截面。研究内容主要包括:1、在二维信息提取中,提出了基于自适应圆模板跟踪和数学形态学相结合的方法。该方法首先根据圆模板灰度和最小准则确定血管中心线,然后用垂线微分方法得到粗糙的血管区域,再利用形态学进行平滑,从而提取血管区域,最后采用基于最大圆盘的形态学方法细化血管区域得到血管骨架,并且用垂线相交法来确定血管的边缘和血管的半径。2、在血管叁维骨架树的重建中,采用二叉树和链表相结合的数据结构来存储血管骨架,方便于立体匹配的工作。对于立体匹配,提出了适合于血管树结构的线段匹配和基于epipolar线的点匹配相结合的方法,并且采用简化的可变形血管模型来优化血管段骨架。仿真实验和真实的血管重建后的结果表明该方法取得了比较好的效果。3、在血管的叁维重建与狭窄辅助诊断中,采用小圆台模型来重建骨架树上的相邻两点之间的血管段,并介绍了狭窄率、狭窄长度、狭窄体积等参数的计算方法。使用VC++和OpenGL库编写程序实现血管的叁维显示,可以观察任意角度下的血管形态,察看指定位置的血管截面的狭窄参数信息,对血管狭窄诊断进行定量分析。
魏运齐[4]2010年在《基于双平面正交X射线片的长骨骨干叁维重建方法研究》文中研究指明X射线具有穿透性、感光性和荧光效应,人体组织在密度和厚度方面不相同。当X射线透过不同组织结构时,被吸收的程度便会不同,所以投射到达荧屏或胶片上的X射线量有差异。这样,在荧屏或X光片上就形成黑白对比不同的影像。本文以两张正交投影的X射线片为原始信息,从计算机图形学的角度出发,利用核心的叁维重建算法,重建出股骨骨干的叁维模型。它可以反映长骨骨折患处的基本信息,克服了在传统X射线成像中的弊端。在查阅了大量中外文献的基础上,合理地对长骨模型进行简化处理。从理论上,本文依据直接线性变换法反求叁维重建点。在此之前,必须要取得良好的校验数据,以保证解算结果的精度。另外,整个重建方法的输入是二维图像上的轮廓数据点。这样,就必须将X射线片中股骨的轮廓数据提取出来。选用合适的图像分割算法,并结合现有的边缘检测方法,得到良好的边缘检测结果,以便于将二维图像中的轮廓数据提取并保存。股骨的两幅正交X射线片的边缘检测结果和轮廓数据,证明了本文边缘检测方案的有效性和便利性。进而,在遵照直接线性变换算法校准点的布局原则的前提下,根据点到平面上的投影原理,得到了双平面正交和非正交两种情况下的校准数据。这为重构股骨骨干在这两种情况下的叁维模型打下了基础。在软件(MATLAB)环境下,仿真的结果表明,该方法以直接线性变换(DLT)算法为核心,利用两张正交投影的股骨X射线片,确实完成股骨骨干部分的叁维模型重建。
于海霞, 张雅妮, 郑南宁[5]2002年在《一种X线血管造影图像血管截面重建的新方法》文中研究表明本文提出一种采用基于勒让特矩(Legendre Moments)的双平面X线血管造影图像血管截面重建的新方法,该方法根据图像的矩与图像本身的唯一性对应的基本原理,应用奇异值分解方法来估计截面的几何矩.在此基础上,计算其勒让特矩,并通过迭代运算最终实现血管截面的重建.这种方法无需先验模型,对截面形状也没有限制.实验结果验证了上述算法的有效性,取得了较满意的结果.
鲍永坚[6]1992年在《心血管叁维重建技术》文中认为一、引言在医学诊断和治疗中,图像技术正在发挥着越来越重要的作用。自从1895年Rontgen发现X射线以来,多种物理或化学方法被成功地用于生物医学成像。这极大地丰富了医学诊治的信息来源,从而促进了人类健康事业的发展。
韩智涌[7]2011年在《脑血管CT图像叁维重建关键技术研究》文中认为临床应用中,医学影像学的主要目的就是解释并获取高质量的医学图像,目前此类问题主要是通过计算机技术来实现的。本文主要是针对计算机技术在医学影像学的应用过程中遇到的问题,提出了几个相应的解决方法。主要工作内容如下：(1)给出改进的由多血管造影视图重建叁维血管的方法目前医学叁维重建技术采用较多的是双平面技术,但是它有一定的误差存在,为了减少误差,本文中给出了两个解决方法,能够在一定程度上减少误差。一个是多视图非线性方法,另一个是多视图线性规划方法。多视图非线性方法主要是通过使用多幅CT图像,针对叁维中心线之间的RMS距离,采用单纯形法进行优化,减少机架旋转和平移过程中产生的误差,可以有效避免双平面技术中只使用两个视图进行叁维重建,而无法进行自动校准的问题。实验结果表明使用此方法得到的结果要比只使用双平面技术得到的结果有很大改进。多视图线性规划方法采用线性规划的方法,针对投影线交叉点之间的距离来进行优化,减少平移过程中产生的误差。实验结果表明该方法与多视图非线性方法相比,在效果相当情况下,该方法速度更快。(2)给出减少高对比度金属伪影的方法临床进行叁维重建时使用的图像,经常由于各种原因,出现各种各样的伪影,严重影响到重建的质量,本文给出一种简单易行的方法,先把射线与伪影相重合的部分通过使用对偶空间的拓扑方法来进行标识,再用相似的周围部分填充对应于高对比目标的范围。并通过实验取得较好的效果。
李虹[8]2009年在《血管内超声图像处理与分析若干技术研究》文中研究表明血管内超声(IVUS)成像能够直观地描述冠脉解剖结构,准确地评价冠脉病变,因此在冠心病的诊断和治疗中应用越来越广泛。但是,血管内超声图像具有信噪比低、特征复杂等特点,使得前人在血管内超声图像处理与量化分析这方面研究中取得的成果较少,仍存在着一些关键的技术难点,包括血流斑点噪声抑制、图像对比度增强、复杂背景下斑块轮廓的提取以及斑块的自动分类等,该方面研究具有较高的科研与临床应用价值。针对血管内超声图像处理中的关键问题,结合临床需要,本文对噪声抑制、增强、边缘提取、纹理分类等问题进行了探索研究,全文的主要内容如下:(1)通过分析血流斑点噪声的性质,提出在对数变换下采用小波变换阈值法实现血流斑点噪声抑制。小波变换噪声抑制算法的阈值计算需要估计图像的噪声方差,本文根据IVUS图像的特点提出了一种噪声方差估计方法,并研究了离散正交小波变换和二进小波变换下不同的阈值选取方法,讨论了两种小波变换降噪算法各自的优缺点。实验结果表明基于小波变换的噪声抑制算法提高了图像的信噪比,在抑制噪声的同时较好地保留了图像的边缘等细节。(2)针对图像对比度低这一问题,将血管内超声图像对比度和图像多尺度边缘的梯度值相联系,提出了基于多尺度边缘表示和Hermite多项式插值的增强算法。实验结果表明这种增强算法较好地解决了现有算法存在的微弱信息增强和噪声放大之间的矛盾,是一种有效的图像增强算法。(3)在边缘提取过程中,提出了二进小波变换和快速主动轮廓模型相结合的方法。在快速主动轮廓模型的初始轮廓选取中,采用了基于二进小波变换模极大值原理的边缘检测技术,得到的初始轮廓与目标轮廓比较接近,能够获得较为理想的目标轮廓,而且减少了迭代收敛次数。实验结果表明该算法提取的目标轮廓和理想轮廓相近,误差较小;在大多数情况下追踪误差小于观察者自身误差。(4)在对冠脉内超声序列图像的边缘提取中,研究了基于仿真心电信号的图像重采样技术。利用心脏搏动相位和图像距离之间的关系,恢复出每帧图像对应的心率,并选取位于心脏搏动最小点的图像构成重采样之后的图像集,解决了心脏搏动导致相邻帧图像间容易错位的问题,使得目标轮廓在序列图像之间传递具有更高的准确性。实验结果表明采用重采样技术之后,新的图像集中各帧图像间相关性更强、稳定性更好。(5)研究了基于统计纹理特征提取和支持向量机的斑块分类算法。根据不同斑块类型表现出的不同纹理特性,选取了多种方法定义的纹理特征值组合成特征向量,并采用支持向量机作为分类器实现了斑块的自动分类。实验表明采用本算法识别斑块总的正确率达到了93.3%。该研究属于信息学与医学的交叉学科,研究成果较好地解决了血管内超声图像处理中存在的关键问题,实现了定性和定量分析,提高了临床诊断精度与效率。
参考文献：
[1]. 基于双平面正交投影的血管截面图像重建的研究[D]. 邝宇. 浙江大学. 2004
[2]. 基于双平面正交投影X线成像系统的血管图像重建技术[J]. 邝宇, 夏灵, 汪元美. 国外医学(生物医学工程分册). 2004
[3]. 基于双平面投影的血管叁维重建研究[D]. 李广. 天津大学. 2007
[4]. 基于双平面正交X射线片的长骨骨干叁维重建方法研究[D]. 魏运齐. 哈尔滨工业大学. 2010
[5]. 一种X线血管造影图像血管截面重建的新方法[J]. 于海霞, 张雅妮, 郑南宁. 模式识别与人工智能. 2002
[6]. 心血管叁维重建技术[J]. 鲍永坚. 中国医疗器械杂志. 1992
[7]. 脑血管CT图像叁维重建关键技术研究[D]. 韩智涌. 大连海事大学. 2011
[8]. 血管内超声图像处理与分析若干技术研究[D]. 李虹. 南京航空航天大学. 2009