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核素肾动态显像图像处理及定量分析

作　者: 董洁
导　师: 赵书俊
学　校: 郑州大学
专　业: 测试计量技术与仪器
关键词: 单光子发射型计算机断层扫描技术图像处理肾功能显像肾小球滤过率形状分析算法
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 19次
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内容摘要

单光子发射型计算机断层扫描技术（Single Photon Emission ComputedTomography,SPECT）作为功能性成像工具,可以检测出心脏、大脑、肝、肾、肺等脏器早期功能变化,血液供给情况,在疾病的诊断和治疗中发挥着重要作用。肾动态功能显像可以评价总肾和分肾的功能,用不同的显像剂还可以测定肾小球滤过率（Glomerular Filtration Rate,GFR）或肾有效血浆流量（Effective RenalPlasma Flow,ERPF）等有关参数。本文较为系统的研究了影响肾动态定量分析的因素。从肾动态定量分析所需的参数入手,分析现有经典的肾小球滤过率（GFR）的Gate’s法及肾有效血浆流量（ERPF）schlegal法的影响因素及其校正方法。临床上多种因素可能影响测定结果,如^99mTc—DTPA与血浆蛋白的结合、感兴趣区、本底、肾脏深度、病人的年龄等。本文将就这些影响因素进行综述并进行改进,使之更符合中国人体质。分析了SPECT采集到的肾动态图像的噪声参数,用多种方法编程实现滤波,如:中值滤波,自适应空间滤波,盲解卷积等方法,通过比较分析这几种方法在去除噪声方面的效果。肾动态图像中感兴趣区（Region of Interest,ROI）的准确勾画是影响GFR的重要因素。现有的肾动态定量分析软件ROI仍需人工辅助勾画,主观性强。在综合了现有肾动态图像ROI勾画方法的基础上进行了ROI自动提取的相关研究。该方法首先用自适应滤波器对数字图像进行滤波,减小图像的噪声;再用最大类间方法差（Ostu）法自动确定阈值形成二值图,接着用交替顺序滤波法对二值图像滤波,提取双肾轮廓;然后采用链码和与差的方法修补边界,使轮廓平滑;最后针对像素进行本底ROI设置,从而实现自动提取肾脏和本底ROI。以上方法提高了定量分析的精度和自动化程度,具有良好的应用和推广价值。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-16
  1.1 医学图像处理的发展和应用  8-9
  1.2 核医学图像处理的特点及应用  9-11
  1.3 国内外研究现状  11-13
  1.4 课题简介  13-16
    1.4.1 课题背景及意义  13-14
    1.4.2 本文所做的主要研究工作  14-16
第二章 SPECT扫描仪及肾动态显像  16-25
  2.1 单光子放射型计算机断层扫描—SPECT  16-17
  2.2 SPECT的功能特点及临床应用  17-21
  2.3 肾动态显像介绍  21-25
第三章影响肾动态定量分析的主要因素的研究  25-39
  3.1 肾小球滤过率(GFR)测定  25-26
  3.2 肾有效血浆流量(ERPF)测定  26-28
  3.3 影响因素分析及其校正  28-39
    3.3.1 血浆蛋白结合的影响  28
    3.3.2 注入体内的显像剂计数方式的影响  28-29
    3.3.3 ~(99m)Tc—DTPA剂量的影响  29
    3.3.4 病人年龄的影响  29-31
    3.3.5 肾脏深度的影响  31-34
    3.3.6 肾脏感兴趣区(ROI)选择的影响  34-35
    3.3.7 本底ROI的影响  35-39
第四章图像的噪声分析与滤波处理  39-49
  4.1 噪声处理概述  39
  4.2 估计噪声参数  39-40
  4.3 滤波技术比较分析  40-49
    4.3.1 中值滤波原理  43-44
    4.3.2 自适应中值滤波  44-46
    4.3.3 盲解卷积  46-49
第五章图像边界轮廓提取  49-74
  5.1 肾动态显像定量分析数据的获取与处理  49-50
  5.2 肾动态图像的分割  50-58
    5.2.1 肾脏图像的预处理  51-52
    5.2.2 分割肾脏图像方法比较  52-55
    5.2.3 实验结果分析  55-58
  5.3 肾脏轮廓的提取  58-64
    5.3.1 ostu最大类间方差法自动确定阈值形成二值图  58-60
    5.3.2 二值化图像的形态学滤波  60-61
    5.3.3 轮廓跟踪法提取肾脏轮廓  61-64
  5.4 肾脏边界的修补  64-74
    5.4.1 基于链码和与链码差的边界修补  64-71
      5.4.1.1 链码  65-66
      5.4.1.2 相对链码与绝对链码  66-67
      5.4.1.3 链码和  67
      5.4.1.4 曲率  67-68
      5.4.1.5 链码差  68-69
      5.4.1.6 形状分析算法  69-71
    5.4.2 实验结果分析  71-74
第六章工作总结及展望  74-76
参考文献  76-81
致谢  81-82
作者简介  82

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