冠脉钙化的CT轴位图像增强算法研究

冠脉钙化的CT轴位图像增强算法研究 医檀I睫LcIinicalMedicalEquipment?69? 冠脉钙化的CT轴位图像增强算法研究 刘凯,赵海涛,杨勇,石明国,尤志军 【摘要】目的:通过对CT轴位的心脏冠脉钙化图像进行处理,与双源螺旋CT心脏 扫描三维重建后的诊断对比,探讨 利用轴位图像判断冠脉钙化的实际程度. 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 :使用数字图像增强算法中的分段非 线性拉伸法.对多个不同患者和不 同部位的冠脉钙化图像进行处理,得到结果后,与双源螺旋CT心脏扫描后的三维 图像的诊断结果进行对比分析结 果:通过对不同患者和不同部位的CT轴位图像进行钙化图像处理,所得诊断结果 与利用三维图像所得诊断结果相 似.结论:基于非线性灰度拉伸的图像处理方法,对于通过轴位图像来分析冠状动 脉钙化程度具有一定的应用价值. 【关键词】冠脉钙化;非线性;三维图像 [中国图书资料分类号】R445.3;R541.4[文献标识码]A[文章编号]1003— 8868(2011)09—0069—02 ResearchofEnhancementAlgorithmf0rCTAxialImagesOfCalcifiedCoronary LIUKai,ZHAOHai-tao,YANGYong,SHIMing—guo,YOUZhi-jun (RadiologyDept.,XijingHospitalofFourthMilitaryMedicalUniversity,Xi'an710032,China) AbstractON'reToinvestigatethepossibilityofjudgingthecoronarycalcificationdegreeusin gtheCTaxialimages,corn— paringtheprocessingresultsofCTaxialimagesofcalcifiedcoronaryarteryandthe3-Drecons tructionimagesacquiredby double—sourcespiralCT.lddlodBNon— linearstretchingmethodofdigitalimageenhancementalgorithmwasusedtoprocess theaxialimagesofcalcifiedcoronaryarteryofdifferentpatientandlocation.Theoutcomewas contrastivelyanalyzedwiththat 0f3一Dimagesbydouble—sourcespiralCT.R舶ul协Theoutcomebyprocessingtheimagesof12groupsofpatientswassimilar withthediagnosismadeby3-Dimages.ConclusionNon—linearstretchingmethodofdigitalimageenhancementalgorithm,by analyzingtheCTaxialimages,isofcertainapplicationvalueinjudgingthecalcificationdegre eofcoronaryartery.【Chinese MedicalEquipmentJournal,2011,32(9):69-70】 Keywordscoronarycalcification;non—linear;3-Dimage 1引言 目前双源螺旋CT以其图像质量高及无创性,在诊断心 脏冠脉疾病中起到重要作用,但是由于价格昂贵,且在实际应 用中对患者心律仍有一定要求,以及射线量较高,并不适用于 所有患者.本文探讨对轴位图像上获得有关冠脉钙化图像.应 用灰度变换技术…获得有价值的信息,进而得到接近冠脉钙化 的真实情况的可能性. 2材料与方法 2.1仪器设备 扫描设备采用西门子双源螺旋CT(Siemenssomatom definition);造影剂为欧乃派克(350mgI/mL);探测器宽度64 mmx0.6mm,球管旋转一周所用时间为0.33S,螺距随心率的 变化而变化,扫描范围为气管分叉至心底;图像处理软件使用 Matlab2009a,采用基于非线性灰度拉伸的图像处理方法…. 2_2临床资料 选择2009年第一季度行冠状动脉扫描的患者,选择具有 代表性心脏血管钙化的轴位图像,分别选取右冠,左冠,前降 支近段,前降支近中段,第二对角支,回旋支等12例. 3结果 轴位图像由于各种原因不能真实显示血管实际钙化程 度,经过处理的钙化图像.显示的钙化程度上与心脏三维图像 诊断结果相同或相近.尤其是在轴位图像上显示钙化程度很 作者简介:刘凯(1972一),男,山东章丘人,博士研究生,主管技师,主要 从事数字图像处理方面的研究工作.E—mail:luiyuexin@163.com. 作者单位:710032西安第四军医大学西京医院放射科(刘凯,赵海 涛,杨勇,石明国,尤志军) 高的情况下,能够很好地反映真实的钙化程度.结果证明非线 性拉伸的方法是正确可靠的,选择典型图像说明见图1,3. 图1(a)的圆框中左冠在未经处理的图像上钙化几乎100% 堵住血管,但经过处理后可以看到钙化程度在80%左右,见图 1(b),三维诊断结果显示管腔狭窄约75%. (a)原图(b)处理后 图1左冠血管钙化图像处理前后对比 图2(a)的圆圈中所示冠脉前降支钙化.堵塞血管大约 80%~90%,图2(b)为经过处理后的图像,可以看到堵塞血管 在50%左右,双源螺旋CT最终的三维诊断结果为30%, 40%. 图3中,回旋支钙化程度在轴位图像上钙化程度并不高, 非线性拉伸后,与原图相差不多.三维诊断结果为点状钙化. 证明在处理此类钙化图像,本方法不失真,且与诊断符合. 4讨论 尽管双源螺旋CT使得心脏无创检查的准确性极高,但 不是所有患者都能够做得到,对于得到的轴位心脏冠脉钙化 ? 医疗卫生装备?2011年9月第32卷第9期 ChineseMedicalEquipmentJournal?Vo1.32?No.9?September.2011 ? 7O?ClinicalMedicalEquipmentJ医械临床 (a)原图(b)处理后 图3回旋支钙化图像处理前后对比 图像,通过数字图像处理技术,对冠脉钙化的真实情况进行分 析有实际意义.冠脉钙化的轴位图像一般不能真实反映血管 钙化程度,尤其是对于显示钙化程度较高的血管,实际结果与 轴位图像所反映的相差较 :首先,轴位图 大.分析原因 像是经探测器获取的容积数,.., 据重建后得到l引.它所反映的一 是一定厚度下信息的叠加; 其次,由于血管内血液与钙 理方法(如图4所示),具体方程见公式(1),thr,thr2分别是 60和200,strenghI和strengh2分别是90和180,此数值为经 验探索数据. 图4分段函数曲线图 根据Webe卜Fechner定理.人眼分辨灰度变化的能力不 仅取决于图像灰度的差值.而且是由图像灰度变化方式决定, 成对数变化时,能够获得最佳的人眼视觉效果.将处理后的 图像与心脏三维图像的诊断结果对比,通过不同血管分支的 钙化图像处理,不仅对钙化范围较大,程度较高的图像处理结 果准确.而且对于钙化程度较轻的图像.结果同样可靠.证明 使用本文介绍的方法在处理多种情况下的血管钙化图像所得 结果与实际结果相同或相近,具有一定的准确性和可靠性. g!i2监log(thr1)pic(i,j)<thrl (strengh2-strengh1)+(thr2一thr1)x(pic(?)一thr1)+strenghl… thrl<~pic(,j)<thr2(1) 巫×(255-stre)re哪z……………?肚( 化斑之间密度差较大,根据周围间隙效应[31,有可能发生钙化 斑与血液交界处影像不清的现象,再加上其他原因,轴位图像 上的钙化现象不能说明真实的病情. 基于灰度拉伸的方法,对较亮和较暗的灰度范围值进行 拉伸处理,而对中灰度区域的灰度等级进行灰度级压缩处 理.从理论上可以将信息叠加在一定程度上改善和消除,非 线性拉伸的方法优于一般的线性拉伸.不同的非线性函数有 不同的特点,采用对数函数变换可以将图像的低灰度区进行 大幅拉伸,但高灰度区被压缩,指数变换可以对图像的高灰 度区进行大幅扩展,但低灰度区却被压缩.根据这一特点,我 们对高灰度区采用对数函数,对低灰度区采用指数函数的处 【参考文献】 【1]冈萨雷斯.数字图像处理(MATLAB)版【M].阮秋琦,译.北京:电 子工业出版社.2005:48—50. f2]郑敏文.双源CT优势及临床应用fJ].实用放射学杂志,2008,24 f6):843-845. 【3]石明国.现代医学影像技术学【M].陕西:科学技术出版社,2007: 88—91. [4】LiuHS,HuangLQ.AMedicalImageProcessingMethodBasedon HumanEyevisualproperty[J].Opto-Eleetronicengineering,2001,28 (4):38-41. (收稿:2010—02—08修回:2011-05—28) ? 文摘编写规则及注意事项? 文摘编写应依据GB6447,86《文摘编写规则》进行. 本刊大多数栏目采用报道性文摘.报道性文摘是指明一次文 献的主 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 范围及内容梗概的简明文摘,也称简介.报道性文摘一 般以30ON400字为宜. 文摘的要素包括:目的——研究,研制,调查等的前提,目的 和任务,所涉及的主题范围;方法——所用的原理,理论,条件,对 象,材料,工艺,结构,手段,装备,程序等;结果——实验的,研究 的结果,数据,被确定的关系,观察结果,得到的效果,性能等;结 论——结果的分析,研究,比较,评价,应用,提出的问题.今后的 课题,假设,启发,建议,预测等.. 对于报道性文摘,"目的"可以写得简单些,"方法","结果", "结论"宜写得详细些. 编写文摘时应注意:要客观,如实地反映一次文献,切不可加 进文摘编写者的主观见解,解释或评论;要着重反映新内容和作者 特别强调的观点;要排除在本学科领域已成常识的内容;不得简单 地重复题名中已有的信息;结构要严谨,表达要简明,语义要确切, 一 般不分段落;要用第三人称的写法,应采用"对……进行了研 究"," 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 了……现状","进行了……调查"等记述方法标明一次 文献的性质和文献主题,不必使用"本文","作者"等作为主语:缩 略语,略称,代号,除了相邻专业的读者也能清楚理解的以外,在首 次出现处必须加以说明. (本刊编辑部) ? 医疗卫生装备?2011年9月第32卷第9期 ChineseMedicalEquipmentJournal?Vo1.32?No.9?September?2011