JPEG2000图像压缩的核医学应用研究

论文摘要

图像压缩可以节省图像的存储空间和传输时间，在日常医学图像数据管理和远程医学中都有较高的应用价值。图像压缩分为无损压缩和有损压缩。无损压缩不会造成图像数据的损失，但通常压缩比不高。有损压缩可以获得更高的压缩比，因而应用价值更大。JPEG2000是一种基于离散小波变换的新型图像压缩方法，与基于离散余弦变换的JPEG压缩方法相比较，具有多分辨率表达、更好的去相关能力、高压缩比、按视觉模型量化等优点，并同时提供无损和有损压缩算法，其在医学图像存储和传输中的应用己被纳入DICOM标准，在医学图像中有较好应用前景。 核医学是一门新兴学科，其图像能反映体内器官和组织的功能，称为功能图像，但图像噪声高、分辨率低。本文根据核医学图像的特点，研究JPEG2000图像压缩在核医学图像中的应用规律。 首先进行了两项基础性的研究工作。一是对测量γ照相机像素尺寸的方法作了研究，提出了优化方案，实验表明其在更宽松的测量条件下，大大提高了像素尺寸测量的精确性和准确性，其中测量精度从7.07±6.35mm提高到3.01±0.00mm，测量均值与参考值的差异从＞100％变为＜1％。为合成真实准确的病变图像准备了基础条件，也保证了本文各项相关研究的准确可靠。二是分析了建立图像质量研究金标准的各种方法和所面临的困难，认识到其中的核心问题是图像的真实性与资料的准确性之间的矛盾，提出了用实际采集的真实图像结合数学模型来合成真实准确的病变图像的方案，并根据本文研究工作的实际需要和可能条件，将合成病变数学模型实用化，建立了一个由30幅正常图像和30幅病变图像构成的标准图像数据库，作为研究图像诊断质量的金标准。 然后，分三个部分对图像质量作了实验研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 图像压缩
• 1.1.1 基本原理
• 1.1.2 图像压缩的主要技术与标准
• 1.2 图像压缩的医学应用
• 1.3 医学图像质量评价方法
• 1.4 医学图像相关标准
• 1.4.1 医学数字化图像通信标准（DICOM）
• 1.4.2 HL7
• 1.4.3 视频会议国际标准
• 1.4.4 美国放射学会标准和美国核医学会指南
• 1.5 核医学与核医学仪器
• 1.5.1 核医学的基本原理
• 1.5.2 核医学仪器的基本原理
• 1.5.3 放射性测量的原理
• 1.5.4 常用核医学显像仪器
• 1.5.5 核医学图像的特点
• 1.6 本论文的主要研究内容
• 第二章 γ照相机原理、应用和像素尺寸测量方法的优化
• 2.1 γ照相机原理
• 2.2.1 γ照相机的基本结构
• 2.2.2 原理概述
• 2.2.3 准直器
• 2.2.4 晶体和光电倍增管
• 2.2.5 位置和能量电路
• 2.2 γ照相机图像的采集、处理、存储和传输
• 2.2.1 数字化图像
• 2.2.2 图像的采集模式
• 2.2.3 图像显示
• 2.2.4 图像采集
• 2.2.5 图像处理
• 2.2.6 图像存储和传输
• 2.4 γ照相机像素尺寸测量的优化
• 2.4.1 材料和方法
• 2.4.2 实验结果
• 2.5 本章小结
• 第三章 标准图像数据库的建立
• 3.1 概况
• 3.2 国内外研究现状及面临的问题分析
• 3.3 核心问题和解决问题的正确方向
• 3.4 用图像合成方法建立标准图像数据库的设想
• 3.4.1 合成图像及其视觉真实性
• 3.4.2 合成图像的定量准确性及评价方法和指标
• 3.4.3 研究意义
• 3.5 用图像合成方法建立标准图像数据库的技术方案
• 3.5.1 方案概述
• 3.5.2 合成病变数学模型
• 3.5.3 系统响应函数的测量和拟合
• 3.5.4 病变物理模型的制作
• 3.5.5 病变物理模型的测量方法
• 3.5.6 图像合成
• 3.5.7 合成图像的真实性和准确性研究
• 3.5.8 可行性分析
• 3.6 实验研究
• 3.6.1 材料和方法
• 3.6.2 实验结果
• 3.7 本章小结
• 第四章 基于质量控制方法的图像质量研究
• 4.1 γ照相机的性能指标
• 4.1.1 γ照相机性能指标的定义和意义
• 4.1.2 均匀性和分辨率测试的基本材料和步骤
• 4.2 γ照相机的质量控制
• 4.3 γ照相机的性和质控的有关标准
• 4.4 实验研究
• 4.4.1 材料和方法
• 4.4.2 结果
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于ROC方法的图像诊断质量研究
• 5.1 ROC方法的基本原理
• 5.2 金标准的确定
• 5.3 实验研究
• 5.3.1 材料和方法
• 5.3.2 结果
• 5.3.3 讨论
• 5.4 本章小结
• 第六章 图像质量的客观定量研究及客观图像质量与图像诊断质量的关系探讨和应用
• 6.1 成像系统的调制转移函数、线扩散函数和空间辨分率
• 6.2 压缩图像质量的客观定量研究
• 6.2.1 材料和方法
• 6.2.2 结果
• 6.2.3 讨论
• 6.3 图像诊断质量与客观质量的关系探讨和应用
• 6.4 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻博期间发表的论著
• 致谢