核素肾动态显像图像处理及定量分析

论文摘要

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。

论文目录

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