pet-ct圖像感興趣區(qū)勾畫及三維重建

1、-. z.PET-CT圖像感興趣區(qū)勾畫及三維重建摘要 目的： PETCT是PET機與CT機完美的結合，其中PET圖像代表細胞攝取葡萄糖的能力，一般腫瘤細胞攝取葡萄糖的能力比普通細胞強，PET圖像分辨率差。所以PET圖像是功能顯像。CT圖像是構造顯像，能準確顯示病灶的大小，構造等信息，而且分辨率高，所以可以為PET圖像進展定位、衰減校正等功能。研究PET-CT圖像對臨床有十分重大的意義。PET應用FDG進展腫瘤診斷最為人們所認識，腫瘤對葡萄糖的利用與其惡性程度成正比，FDG PET顯像可準確地用于腫瘤術前的分期和鑒別診斷，它可鑒別CT,MRI不能區(qū)分的腫瘤復發(fā)、放療引起的壞死，根據腫瘤攝取FDG

2、的程度可判斷腫瘤的預后。對核醫(yī)學DI圖像進展感興趣區(qū)勾畫，結合CT等解剖構造顯像，提高功能顯像在腫瘤診斷方面的準確率。方法：利用Matlab軟件平臺的圖形工具箱對核醫(yī)學腫瘤顯像的DI影像進展手動勾畫感興趣區(qū)，可以通過鼠標點擊，獲得感興趣的邊緣*圍，進一步從這些邊緣，勾畫完整的感興趣區(qū)，并且可以分別從PET和CT圖像對應感興趣進展勾畫。并且再次根底上，進一步編程可完成對感興趣區(qū)的3D重建。 結果：本軟件初步完成了DI圖像進展讀取、圖像處理、手動感興趣區(qū)勾畫、自動感興趣區(qū)勾畫及三維重建。通過對核醫(yī)學影像和其他解剖影像的圖像配準和融和，可以準確確定病灶在核醫(yī)學影像上的對應位置。通過手動感興趣區(qū)勾畫準

3、確確定病灶在PET-CT的對應位置；通過自動感興趣區(qū)勾畫對病灶有準確的邊界勾畫，減少了手動誤差；通過三維重建使病灶更形象的展現。結論Matlab軟件將在醫(yī)學圖像處理中有更廣泛的應用，有利于影像醫(yī)學的開展。目的 用Matlab軟件對PET-CT DI圖像進展感興趣區(qū)勾畫及三維重建。 方法 用Matlab軟件對PET-CT圖像進展讀取、圖像處理、感興趣區(qū)勾畫及三維重建。 結果 通過手動感興趣區(qū)勾畫準確確定病灶在PET-CT的對應位置；通過自動感興趣區(qū)勾畫對病灶有準確的邊界勾畫，減少了手動誤差；通過三維重建使病灶更形象的展現。結論Matlab軟件將在PET-CT圖像處理中有更廣泛的應用。關鍵詞DI圖

4、像，感興趣區(qū)勾畫，三維重建，材料和方法1. 儀器和顯像劑：PET/CT為GE Discovery LS PET/CT儀。18F-FDG放化純95%。2. 患者準備：患者空腹6 h，檢查前血糖7.0mmol/L。按5.55MBq/kg體重注射18F-FDG后靜息約60 min。3. 顯像方法：體部CT電壓140 kV；電流 140 mA；螺距1.5:1；層厚5 mm；CT重建采用標準重建法。體部PET采集為2D模式，采集時間為4 min/每床位；PET重建采用有序子集最大期望值迭代法OSEM。腦部CT電壓140 kV；電流 160 mA；螺距0.875:1；層厚5 mm；CT重建采用標準重建法。

5、體部PET采集為3D模式，采集時間為8 min/每床位；PET重建采用濾波反投影法Reprojection。在醫(yī)學教學、科研以及臨床工作中，我們要處理許多醫(yī)學圖像。隨著計算機應用的普及，大量的醫(yī)學信息逐漸由文件、膠片的形式轉換為電子文檔和圖片的形式。這給我們的醫(yī)學相關工作帶來了許多方便，例如病例的分類整理和檢索、原始資料的管理、遠程會診等等。在這些應用中，我們需要的圖像必須是準確的，然而因為種種原因，有時會出現圖像被損壞的情況，這時我們就需要對損壞的圖像進展處理，恢復其原貌。Matlab在這一方面就大有用武之地。下列圖1就顯示PETCT圖像的處理過程。%文件路徑的讀入。dir=pwd();%將

6、數據格式轉換為字符格式。a=diread(dirct1); %處理圖像讀入。imshow(a,-300 400);%顯示DICT圖像。figure,imshow(-c,-30000 0); %顯示DIPET圖像。infoct = diinfo(dirct1) ; %DI文件頭的讀去。1. PET圖像(a 為原圖像，b 為翻轉后有噪聲圖像，c 為去噪聲圖像) a b c2.CT圖像a 為縱隔窗，b 為肺窗，c 為骨窗 a b c3. 邊緣識別在醫(yī)學臨床實踐中，我們經常需要觀察細胞、組織或器官的形態(tài)，來判斷它們是處于正常狀態(tài)還是處于病態(tài)中。這些操作一般都是人工通過*些觀察儀器來完成的，其精度顯然是

7、有限的。隨著計算機技術的逐步完善，利用計算機技術進展輔助診斷是未來開展的一個重要的趨勢。利用Matlab提供的一些工具，我們可以方便地對一些圖像進展形態(tài)方面的處理，對我們實際的診斷工作有一定的意義。aPET圖像自動邊緣識別bCT圖像自動邊緣識別4.DI圖像手動局部感興趣區(qū)勾畫%鼠標點擊后，讀取坐標點并劃圓點。while but = 1 *i,yi,but = ginput(1); plot(*i,yi,r.) n = n+1; *y(:,n) = *i;yi;end*ys = spline(t,*y,ts);%算出兩點之間的擬合曲線。%畫出擬合曲線。利用樣條工具對曲面z=f(*,y)或給定的一

8、組離散值f(*i,yi)進展曲面擬合,并利用Matlab予以實現,討論了基樣條函數插值法和多結點基樣條函數插值法,并給出了樣條磨光曲面的實現程序。plot(*ys(1,:),*ys(2,:),r);%找出鼠標開場點與完畢點的坐標。r1=*ys(1,1);r2=*ys(1,n1);l1=*ys(2,1);l2=*ys(2,n1);line(r2;r1,l2;l1,LineWidth,1,Color,.8 .255 .8);%連接開場點與完畢點，封閉曲線。5. DI圖像自動局部感興趣區(qū)勾畫 BW = roicolor(c,100,40000); BWoutline = bwperim(BW);6.

9、 圖像三維重建醫(yī)用圖像的三維重建技術綜合了計算機圖形學、計算機視覺和計算機圖像處理等學科，是計算機科學可視化的重要組成局部，也是無損檢測領域的一門重要技術。通過二維序列斷層圖像重建出具有直觀立體效果的圖像，展現被檢測物體的三維構造與形態(tài)，使技術人員可以多方位地觀察物體的構造，積極地參與計算機的操作，對物體的空間構造或者存在的缺陷，可以進展比擬準確的定位分析，從而提高檢測的方便性和準確率?；谶B續(xù)斷層CT圖像的三維重建是指從一系列平行斷面圖像數據中恢復被重建對象原有的三維形貌，可以分為兩種方法：面繪制和直接體繪制1，其中面繪制又包括基于輪廓的外表重建、基于等值面的間接體三維重建2等。本論文是在M

10、ATLABE2,3境下用基于等值面的間接體三維重建方法對PET-CT圖像進展了三維重建。本實驗用MATLAB程序開發(fā)并實現了PETCT圖像的等值面三維重建，即將二維PET-CT圖像進展灰度調整、平滑濾波、銳化濾波等增強處理和圖像分割，形成三維體數據，應用等值面繪制方法對這些數據進展三維重建；同時，編程實現了對重建三維圖像的任意位置的剖切顯示和透明顯示。1)形成三維數組將35幅512512像素的平行切片CT圖像構造出三維體數據集T，其中T是51251235的三維數據集。和將35幅128128像素的平行切片PET圖像構造出三維體數據集P，其中P是12812835的三維數據集。2)數據預處理由上面步

11、驟構造出的矩陣數據量大。占用內存多，給處理帶來一定困難。根據實際情況，在不影響結果的情況下，對數據進展預處理，以減少所處理的數據量。D= rducevolume(D，Ea b c)；D=smooth3(D， filter)。3)體數據在標準透明外表的繪制利用isosurface函數計算體數據集在顯示平面累計投影。Fv=isosurface(D，isovalue)；其中D在上面已經得到，isovalue為繪制的等值面的取值，根據實際情況自定。4)構造三維重建碎片使用patch函數來對圖像子區(qū)域進展分類，可以定義結果圖像的顏色、光線等信息。5)設置圖像的顏色、陰影及顯示效果利用view、daspe

12、ct、colormap、camlight、lighting等函數設置顯示圖像的效果。其中view函數定義觀察視角，daspect定義27軸、軸和軸的顯示比例，colormap定義圖像的顏色集，camlight定義照相機光線的位置，lighting定義顯示圖像的光線陰影。6剖切和透明顯示為了觀察物體內部構造的上下位置關系，通常需要對物體在特定位置進展剖切，在MATLAB中可以通過重建局部三維圖像實現這個功能。以PET-CT的三維重建圖像為例，剖切圖有清晰地顯示了物體內部構造細節(jié)，以及上下空間位置關系，這也說明三維重建是非常有意義的。MATLAB中還提供了一種函數alpha(para)，para為

13、透明度參數，其值*圍在0和1之間，可以對物體進展透明顯示，其作用是不用剖切物體，而通過透視技術觀察物體的內部構造。當para為05時，其結果圖像為。通過物體的透明顯示，可以同時觀察物體的內部和外部構造，有助于對物體空間構造的理解。結果與討論通過手動感興趣區(qū)勾畫準確確定病灶在PET-CT的對應位置；通過自動感興趣區(qū)勾畫對病灶有準確的邊界勾畫，減少了手動誤差；通過三維重建使病灶更形象的展現。Matlab軟件將在醫(yī)學圖像處理中有更廣泛的應用。因時間倉促，還有許多工作沒有完成，今后將進一步完善此程序。將增加可以測量CT值、SUV值、計數值、病灶面積值、病灶體積值等一系列參數，更好為臨床效勞。在手動感興趣區(qū)勾畫方面，現在是不規(guī)則感興趣區(qū)勾畫，將增加規(guī)則感興趣區(qū)勾畫如正方形、矩形、圓形、橢圓等規(guī)則勾畫及畫出Profile曲線。在三維重建方面將增加域值的隨意調整，三維圖像將隨意多角度切割，還將對PET-CT圖像融合及配準?？傊?，以后將結合臨床進一步改良程序