数字图像处理医学图像定量分析PPT课件

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绪论
绪论
核医学图像包含丰富的病人信息，而核医学图象处理 是核物理、计算机科学与临床医学相结合的一门新兴边缘 学科。近年来对核医学图像处理新技术的研究发展迅速， 已成为医学影像研究领域一个非常重要的分支，这是因为 现代计算机技术的迅速发展和临床上对医学图像处理技术 的要求日益增加，譬如通过对核医学图象数据的处理和定 量分析可提供临床定量诊断手段，可代替或辅助于现行的 人工肉眼阅片诊断模式；不同模式图像之间的融合可提供 互补的图像信息等。
《数字图像处理》 Digital Image Processing
医学图像定量分析
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医学图像定量分析
绪论 核素心肌灌注显像靶心图定量分析方法 门控SPECT心肌灌注左心室功能参数定量 计算方法 肺通气与灌注（V/Q）显像的图像配准及 临床应用 肾动态核素显像定量分析
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绪论
绪论
利用放射性核素断层显像设备（SPECT、PET）和 其它医学影象设备（CT、MRI等）可对威胁人类健康和 生命的主要疾病，如心脑血管疾病、肿瘤等进行无损的断 层成像诊断。对放射性核素断层显象设备所提供的图象数 据进行图象处理先进技术的研究，对于上述病变的无损诊 断、治疗决策、疗效判断和预后起着十分重要的作用，可 为我国心脑疾病与肿瘤的研究和临床诊断提供服务，提高 临床诊断的定量化及自动化水平。
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SPECT心肌灌注显像靶心图定量分析方法
SPECT心肌灌注显像靶心图定量分析方法
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SPECT心肌灌注显像靶心图定量分析方法
SPECT心肌灌注显像靶心图定量分析方法
近年来陆续提出了用计算机对心肌断层影像进行定量 分析的方法，心肌断层影像的定量分析可以增加诊断的客 观性和标准化。与传统的定性分析方法相比较，在诊断冠 心病的灵敏度和特异性上都有一定程度的提高并可直观地 显示病变心肌的位置、范围。同有经验的医生的定性分析 结果亦较好地相关。此外由于靶心图是一种相对定量方法， 可部分地消除散射吸收的影响。
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SPECT心肌灌注显像靶心图定量分析方法
SPECT心肌灌注显像靶心图定量分析方法
SPECT心肌灌注显像的基本原理
心肌细胞对某些放射性阳离子有选择性摄取能力，因而可使心肌显 影。心肌每个部位聚集放射性的多少与该部位冠状动脉灌注血流量正相 关，因此称作心肌灌注显像。如局部心肌缺血、细胞坏死或瘢痕形成可 表现为放射性减低或缺损。由于冠状动脉的储备能力和侧支循环的建立， 在静息（rest）状态下心肌灌注显像可无异常表现。当患者进行运动 负荷（stress）时，心脏增加作功，以增加全身血流量和运送足够的 能源物质和氧，并加速清除代谢产物。此时正常冠状动脉能自行扩张， 血流量增加3～5倍。然而已有病变的狭窄冠状动脉不能相应地增加其 血流量，以致该供血区心肌缺血呈现出来，此时在心肌灌注显像上该区 域出现局限性放射性减低区。
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SPECT心肌灌注显像靶心图定量分析方法
SPECT心肌灌注显像靶心图定量分析方法
SPECT心肌灌注显像的基本原理
SPECT心肌灌注常用的显像剂有201Tl和99mTc异腈类化合物。 由于201Tl供显像用的特征X线能量偏低（69～83keV），在组织内 衰减较明显，肾脏所受辐射剂量大，限制了它在临床应用的活度。现常 用的为99mTc-甲氧基异丁基异腈（Technetium-99msestamibi, 99mTc-MIBI）。99mTc-MIBI的优点是99mTc物 理性能好，γ射线的能量140keV适合γ照相机系统；物理半衰期短、 纯γ射线，病人所接受的辐射剂量较低，故可用较大活度，因而信息量 大，心肌影像质量高；由于所用活度高，可在运动负荷或静息心肌显像 的同时，进行运动或静息首次通过法测定左心功能并可显示室壁运动。 另外，还可用于门控SPECT心肌灌注，对左心室（left ventricle, LV）功能进行定量计算。
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SPECT心肌灌注显像靶心图定量分析方法
SPECT心肌灌注显像靶心图定量分析方法
心肌灌注单光子发射断层显像（SPECT）广泛应用于 心血管疾病的临床诊断。通过直接观察断层图像的定性分 析方法仍然是目前图像解释的主要手段，通过观察断层图 像,可以分析产生图像异常的原因，包括生理、病理及人为 的因素。用肉眼阅片，需分析短轴、水平长轴及垂直长轴 三个方向的数十张断层图像，并且要逐个比较运动与延迟 或静息图像，这需要时间和经验，同时，该方法难以排除 不同观察者之间判断标准和经验的不同所造成的诊断差异。
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SPECT心肌灌注显像靶心图定量分析方法
SPECT心肌灌注显像靶心图定量分析方法
目前，心肌核素断层显像最常用的定量分析方法是极坐标靶心图 （polar- map）法，该方法建立在圆周剖面分析法 (circumference profile analysis的基础上。例如，对于一幅短 轴断层图像，可用自动或手工方法确定其中心及心肌内外膜，以此中心 为圆点向外做36个等角间距的矢径（ 10o ），将心肌划分为36个 扇区（采样），以某一扇区心肌内放射性相对计数最大值为该区采样值， 这样作出的采样值关于采样点（角度）的散点函数图即为最大计数圆周 剖面曲线。最原始的靶心图仅由短轴断层图像形成。对于短轴的每一层 面，用其圆周剖面曲线上诸采样值对一固定厚度之圆环上相应节断进行 赋值，形成靶心图中的一环，将从心尖到心底的诸短轴断层图像取样对 应的圆环从里向外套在一起形成的二维图即为靶心图。
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SPECT心肌灌注显像靶心图定量分析方法
SPECT心肌灌注显像靶心图定量分析方法
从该图上可清晰地看出左心室心肌的放射性三维分布。 选择罹病率≤5%或血管造影正常的正常对照组形成正常值 靶心图，患者的原始靶心图与正常值靶心图进行比较，选 择适当的标准差倍数（一般为2或2.5倍的标准偏差），当 病人靶心图某区域同相应正常均值的偏差大于上述标准差 数时，以黑色标注该区域，形成变黑靶心图。变黑靶心图 上出现的黑色区域反映心肌缺血或缺损的位置和大小，还 可通过运动靶心图与延迟（delay）/静息靶心图之对比， 对心肌病变的类型（梗死或缺血）作出判断。