數(shù)字圖像處理醫(yī)學(xué)圖像定量分析課件

《數(shù)字圖像處理》

DigitalImageProcessing醫(yī)學(xué)圖像定量分析1《數(shù)字圖像處理》

DigitalImageProces醫(yī)學(xué)圖像定量分析緒論核素心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法門控SPECT心肌灌注左心室功能參數(shù)定量計(jì)算方法肺通氣與灌注（V/Q）顯像的圖像配準(zhǔn)及臨床應(yīng)用腎動(dòng)態(tài)核素顯像定量分析2醫(yī)學(xué)圖像定量分析緒論2

利用放射性核素?cái)鄬语@像設(shè)備（SPECT、PET）和其它醫(yī)學(xué)影象設(shè)備（CT、MRI等）可對威脅人類健康和生命的主要疾病，如心腦血管疾病、腫瘤等進(jìn)行無損的斷層成像診斷。對放射性核素?cái)鄬语@象設(shè)備所提供的圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行圖象處理先進(jìn)技術(shù)的研究，對于上述病變的無損診斷、治療決策、療效判斷和預(yù)后起著十分重要的作用，可為我國心腦疾病與腫瘤的研究和臨床診斷提供服務(wù)，提高臨床診斷的定量化及自動(dòng)化水平。

緒論緒論3利用放射性核素?cái)鄬语@像設(shè)備（SPECT、PET）

核醫(yī)學(xué)圖像包含豐富的病人信息，而核醫(yī)學(xué)圖象處理是核物理、計(jì)算機(jī)科學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)相結(jié)合的一門新興邊緣學(xué)科。近年來對核醫(yī)學(xué)圖像處理新技術(shù)的研究發(fā)展迅速，已成為醫(yī)學(xué)影像研究領(lǐng)域一個(gè)非常重要的分支，這是因?yàn)楝F(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和臨床上對醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)的要求日益增加，譬如通過對核醫(yī)學(xué)圖象數(shù)據(jù)的處理和定量分析可提供臨床定量診斷手段，可代替或輔助于現(xiàn)行的人工肉眼閱片診斷模式；不同模式圖像之間的融合可提供互補(bǔ)的圖像信息等。緒論緒論4核醫(yī)學(xué)圖像包含豐富的病人信息，而核醫(yī)學(xué)圖象處理是SPECT心肌灌注顯像的基本原理

心肌細(xì)胞對某些放射性陽離子有選擇性攝取能力，因而可使心肌顯影。心肌每個(gè)部位聚集放射性的多少與該部位冠狀動(dòng)脈灌注血流量正相關(guān)，因此稱作心肌灌注顯像。如局部心肌缺血、細(xì)胞壞死或瘢痕形成可表現(xiàn)為放射性減低或缺損。由于冠狀動(dòng)脈的儲備能力和側(cè)支循環(huán)的建立，在靜息（rest）狀態(tài)下心肌灌注顯像可無異常表現(xiàn)。當(dāng)患者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)負(fù)荷（stress）時(shí)，心臟增加作功，以增加全身血流量和運(yùn)送足夠的能源物質(zhì)和氧，并加速清除代謝產(chǎn)物。此時(shí)正常冠狀動(dòng)脈能自行擴(kuò)張，血流量增加3～5倍。然而已有病變的狹窄冠狀動(dòng)脈不能相應(yīng)地增加其血流量，以致該供血區(qū)心肌缺血呈現(xiàn)出來，此時(shí)在心肌灌注顯像上該區(qū)域出現(xiàn)局限性放射性減低區(qū)。

SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法5SPECT心肌灌注顯像的基本原理SPECT心肌灌注顯像靶心SPECT心肌灌注顯像的基本原理

SPECT心肌灌注常用的顯像劑有201Tl和99mTc異腈類化合物。由于201Tl供顯像用的特征X線能量偏低（69～83keV），在組織內(nèi)衰減較明顯，腎臟所受輻射劑量大，限制了它在臨床應(yīng)用的活度。現(xiàn)常用的為99mTc-甲氧基異丁基異腈（Technetium-99m-sestamibi,99mTc-MIBI）。99mTc-MIBI的優(yōu)點(diǎn)是99mTc物理性能好，γ射線的能量140keV適合γ照相機(jī)系統(tǒng)；物理半衰期短、純γ射線，病人所接受的輻射劑量較低，故可用較大活度，因而信息量大，心肌影像質(zhì)量高；由于所用活度高，可在運(yùn)動(dòng)負(fù)荷或靜息心肌顯像的同時(shí)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或靜息首次通過法測定左心功能并可顯示室壁運(yùn)動(dòng)。另外，還可用于門控SPECT心肌灌注，對左心室（leftventricle,LV）功能進(jìn)行定量計(jì)算。SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法6SPECT心肌灌注顯像的基本原理SPECT心肌灌注顯像靶心

心肌灌注單光子發(fā)射斷層顯像（SPECT）廣泛應(yīng)用于心血管疾病的臨床診斷。通過直接觀察斷層圖像的定性分析方法仍然是目前圖像解釋的主要手段，通過觀察斷層圖像,可以分析產(chǎn)生圖像異常的原因，包括生理、病理及人為的因素。用肉眼閱片，需分析短軸、水平長軸及垂直長軸三個(gè)方向的數(shù)十張斷層圖像，并且要逐個(gè)比較運(yùn)動(dòng)與延遲或靜息圖像，這需要時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)，該方法難以排除不同觀察者之間判斷標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)驗(yàn)的不同所造成的診斷差異。SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法7心肌灌注單光子發(fā)射斷層顯像（SPECT）廣泛應(yīng)用SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法8SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯

近年來陸續(xù)提出了用計(jì)算機(jī)對心肌斷層影像進(jìn)行定量分析的方法，心肌斷層影像的定量分析可以增加診斷的客觀性和標(biāo)準(zhǔn)化。與傳統(tǒng)的定性分析方法相比較，在診斷冠心病的靈敏度和特異性上都有一定程度的提高并可直觀地顯示病變心肌的位置、范圍。同有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生的定性分析結(jié)果亦較好地相關(guān)。此外由于靶心圖是一種相對定量方法，可部分地消除散射吸收的影響。

SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法9近年來陸續(xù)提出了用計(jì)算機(jī)對心肌斷層影像進(jìn)行定量分

目前，心肌核素?cái)鄬语@像最常用的定量分析方法是極坐標(biāo)靶心圖（polar-map）法，該方法建立在圓周剖面分析法(circumferenceprofileanalysis的基礎(chǔ)上。例如，對于一幅短軸斷層圖像，可用自動(dòng)或手工方法確定其中心及心肌內(nèi)外膜，以此中心為圓點(diǎn)向外做36個(gè)等角間距的矢徑（），將心肌劃分為36個(gè)扇區(qū)（采樣），以某一扇區(qū)心肌內(nèi)放射性相對計(jì)數(shù)最大值為該區(qū)采樣值，這樣作出的采樣值關(guān)于采樣點(diǎn)（角度）的散點(diǎn)函數(shù)圖即為最大計(jì)數(shù)圓周剖面曲線。最原始的靶心圖僅由短軸斷層圖像形成。對于短軸的每一層面，用其圓周剖面曲線上諸采樣值對一固定厚度之圓環(huán)上相應(yīng)節(jié)斷進(jìn)行賦值，形成靶心圖中的一環(huán)，將從心尖到心底的諸短軸斷層圖像取樣對應(yīng)的圓環(huán)從里向外套在一起形成的二維圖即為靶心圖。SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法10目前，心肌核素?cái)鄬语@像最常用的定量分析方法是極坐

從該圖上可清晰地看出左心室心肌的放射性三維分布。選擇罹病率≤5%或血管造影正常的正常對照組形成正常值靶心圖，患者的原始靶心圖與正常值靶心圖進(jìn)行比較，選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)差倍數(shù)（一般為2或2.5倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差），當(dāng)病人靶心圖某區(qū)域同相應(yīng)正常均值的偏差大于上述標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)時(shí)，以黑色標(biāo)注該區(qū)域，形成變黑靶心圖。變黑靶心圖上出現(xiàn)的黑色區(qū)域反映心肌缺血或缺損的位置和大小，還可通過運(yùn)動(dòng)靶心圖與延遲（delay）/靜息靶心圖之對比，對心肌病變的類型（梗死或缺血）作出判斷。SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法11從該圖上可清晰地看出左心室心肌的放射性三維分布。心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案上述靶心圖定量分析方法中心尖取樣受部分容積效應(yīng)（partialvolumeeffect）影響很大。為克服部分容積效應(yīng)的影響，人們作出了多種嘗試。Garcia和Prigent[5,7]提出用長軸斷層對心尖進(jìn)行采樣，其它部分采用有明顯心腔的短軸斷層來制作靶心圖。如圖2.1所示，由長軸切片，取心尖--心底全長的前20%處的長軸位置為中心，以60°～120°區(qū)間對心尖取樣。這種方法可部分地消除部分容積效應(yīng)的影響，對心尖的顯示更合理些。

SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法12心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案SPECT心肌灌注心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案

SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法13心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案SPECT心肌灌注心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案為了進(jìn)一步克服部分容積效應(yīng)的影響，最近Garcia等人提出了“半球加圓柱”心肌模型的靶心圖定量分析方案。

Garcia等提出的這種二合一采樣的靶心圖定量分析方案全部使用短軸切片，因?yàn)槿w短軸切片的集合反映了心肌的放射性分布的三維結(jié)構(gòu)。首先確定心肌內(nèi)膜，其心尖部分用半球來表示，其余部分用圓柱來表示。在球坐標(biāo)下對心尖重新采樣，心肌其余部分用柱坐標(biāo)進(jìn)行采樣，如圖2.2所示。SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法14心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案SPECT心肌灌注心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案

SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法15心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案SPECT心肌灌注心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案這種采樣方案保證心尖采樣時(shí)矢徑垂直于心?。ぃ┍砻?，從而克服了部分容積效應(yīng)影響。當(dāng)心內(nèi)膜深度（心尖內(nèi)膜最遠(yuǎn)點(diǎn)到球心的距離）等于球心所在位置的短軸切片的內(nèi)膜半徑時(shí)，可確定半球的球心在長軸上的位置坐標(biāo)。以此球心為原點(diǎn)對心尖采樣，例如在圖2.2中，取緯度采樣間距△φ=22.5°，心尖半球被劃分為四個(gè)圓形（環(huán)）區(qū)，由此四個(gè)圓形（環(huán)）采樣的最大值圓周剖面曲線構(gòu)成靶心圖的內(nèi)四環(huán)。心肌圓柱部分采樣就是從心尖半球以上到心底的短軸切片。例如可取8個(gè)圓柱短軸取樣，圓周剖面曲線采樣取為，即20個(gè)采樣點(diǎn)。這樣，整個(gè)心肌被采樣（劃分）為：（4＋8）360／18＝240個(gè)節(jié)段，或?qū)讉€(gè)節(jié)段合并為一個(gè)小區(qū)。靶心圖為12環(huán)。取所有節(jié)斷（小區(qū)）中的放射性計(jì)數(shù)最大者為1（歸一化）?？捎么烁袷浇⒄Ｖ?。若圓柱部分采樣層數(shù)多于8層，則都內(nèi)插為8層，也可用其它采樣格式制做靶心圖。

SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法16心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案SPECT心肌灌注心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案在做諸環(huán)最大值圓周剖面曲線時(shí)，可記錄最大值采樣的空間位置，這些位置坐標(biāo)可以用于進(jìn)一步的心肌三維顯示和其它定量計(jì)算。心肌“半球加圓柱”模型的球心確定是個(gè)技術(shù)上的關(guān)鍵。這需要用到圖像處理的一些技術(shù)，如、插值放大、平滑、邊緣提取、圖像分割等，以進(jìn)行心肌內(nèi)外膜的分離和確定，并克服噪聲和像素有限大小的影響。若以半球面來擬合心尖內(nèi)膜，就必須確定含有內(nèi)膜的第一個(gè)起始短軸切片、內(nèi)膜表面位置、內(nèi)膜半徑等?？山柚撝捣ɑ蚱渌椒▽⑸鲜霾襟E自動(dòng)準(zhǔn)確地完成。國外已有該半球加圓柱模型的商用靶心圖自動(dòng)定量分析軟件，并成為SPECT心肌灌注臨床診斷的一個(gè)重要部分。SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法17心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案SPECT心肌灌注心肌顯像（SPECT、PET）定量分析的研究

參照值靶心圖PET18F-FDG心肌葡萄糖代謝的參照值靶心圖（16例）99mTc-MIBI運(yùn)動(dòng)（Stress）和靜息（Rest）參照值靶心圖（36例）18心肌顯像（SPECT、PET）定量分析的研究

參照值靶心圖P心肌核素?cái)鄬语@像（SPECT、PET）

定量分析軟件系統(tǒng)的主界面

主要功能包括：（1）SPECT和PET心肌灌注原始投影數(shù)據(jù)的讀入，完成圖像重建功能，可以選擇FBP（濾波反投影）和OSEM

（高分辨迭代）方法。（2）SPECT和PET心肌灌注原始人體橫切軸數(shù)據(jù)的讀入，由人體橫切軸圖像按照心臟自身的長短軸方向可以重建三個(gè)方向的心肌斷層影像，即短軸、水平長軸和垂直長軸斷層影像。（3）SPECT和PET心肌灌注原始短軸數(shù)據(jù)的讀入和轉(zhuǎn)換，這些文件可為系統(tǒng)直接讀取并用于后續(xù)的處理。（4）某一病人數(shù)據(jù)文件（格式轉(zhuǎn)換后）的讀取和各軸向斷層圖像的顯示，可選擇顯示水平長軸圖象及垂直長軸圖象。19心肌核素?cái)鄬语@像（SPECT、PET）

定量分析軟件系統(tǒng)的主心肌斷層顯像（SPECT、PET）定量分析軟件系統(tǒng)

各種靶心圖的顯示

主要功能包括：（5）放射性計(jì)數(shù)值顯示和選擇圖像顯示的各種調(diào)色板，如灰度、暖色調(diào)、偽彩色及自定義。（6）自動(dòng)進(jìn)行左心室分割，去除非左心室偽影的影響。（7）自動(dòng)完成病人數(shù)據(jù)的靶心圖定量計(jì)算，給出該病人數(shù)據(jù)的原始靶心圖和心肌各個(gè)節(jié)段（12×20）相對放射性計(jì)數(shù)值。（8）計(jì)算結(jié)果的保存，可將計(jì)算的靶心圖數(shù)據(jù)保存工作目錄。（9）選擇各種靶心圖的顯示，包括：原始靶心圖、變黑靶心圖和缺損面積以及正常值等。（10）對照組數(shù)據(jù)庫的維護(hù)。（11）信息提示和幫助功能。20心肌斷層顯像（SPECT、PET）定量分析軟件系統(tǒng)

各種靶心對來自阜外醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科的22例（男20例、女2例）SPECT99mTc-MIBI靜息心肌灌注顯像數(shù)據(jù)分別進(jìn)行定性診斷半定量分析和該研究的定量分析，并進(jìn)行比較以檢驗(yàn)該研究應(yīng)用于臨床的可行性。下表為定性與定量分析對心肌放射性攝取評分的分布，比較兩組打分結(jié)果，評分的一致率為81.8%，Kappa值為0.669，兩組結(jié)果高度相關(guān)，顯著水平P<0.01。定性\定量0分1分2分3分合計(jì)0分11762

1251分881

172分39163313分

132125合計(jì)128242224198定性與定量分析比較21對來自阜外醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科的22例（男20例、女2例）SPECT★門控SPECT心肌灌注左心室功能

參數(shù)定量計(jì)算方法與軟件開發(fā)◆實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)全部取自于臨床ECG-gatedSPECTED和ES期的心肌短軸數(shù)據(jù)；◆在心肌“半球加圓柱”模型下進(jìn)行心肌中部最大放射性計(jì)數(shù)曲面的采樣；按局部最大值的半高寬選取閾值確定心肌內(nèi)膜?！魧D和ES斷層圖像分別進(jìn)行心肌“半球加圓柱”模型擬合，將左心室分為心尖部四個(gè)區(qū)、其余為8×8區(qū)；◆用幾何法計(jì)算總體和分區(qū)局部左心室功能參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了全部計(jì)算的自動(dòng)化。由于采用了ED、ES期心肌模型的擬合和標(biāo)準(zhǔn)分區(qū)，克服了由于心臟跳動(dòng)前后的位移、收縮前后的平移對局部功能參數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確性的影響；◆20例正常人門控SPECT心肌灌注顯像受試者靜息顯像左心室總體功能參數(shù)EDV、ESV、LVEF、EDR、ESR和STR的計(jì)算。22★門控SPECT心肌灌注左心室功能

參數(shù)定量計(jì)算方法與軟門控SPECT心肌灌注左心室功能

定量分析系統(tǒng)的主界面

23門控SPECT心肌灌注左心室功能

定量分析系統(tǒng)的主界面23門控SPECT心肌灌注左心室功能定量分析系統(tǒng)的主要功能

門控SPECT心肌灌注短軸數(shù)據(jù)的讀入和心動(dòng)周期各門斷層圖像的顯示，可分別讀入ED和ES期及全部門控?cái)?shù)據(jù)（用于電影動(dòng)畫演示），可選擇顯示水平長軸圖像及垂直長軸圖像。相對放射性計(jì)數(shù)值色條顯示和選擇圖像顯示的各種調(diào)色板，如灰度、暖色調(diào)、偽彩色調(diào)色板等。電影動(dòng)畫演示功能，顯示某一短軸斷層的LV運(yùn)動(dòng)。也可以由選擇顯示不同軸向不同層面及不同的動(dòng)畫速度。自動(dòng)進(jìn)行左心室分割，去除非左心室偽影的影響，利于后續(xù)的定量分析。左心室長軸取向的自動(dòng)校正。左心室模型的擬合和調(diào)整。自動(dòng)完成LVEF的計(jì)算、室壁增厚參數(shù)WT、短軸縮短率等計(jì)算。計(jì)算結(jié)果保存、信息提示和幫助功能。24門控SPECT心肌灌注左心室功能定量分析系統(tǒng)的主要功能門控肺通氣與灌注（V/Q）

顯像的圖像配準(zhǔn)及臨床應(yīng)用★肺通氣與灌注（V/Q）顯像肺通氣平面γ-相機(jī)顯像（V）與肺灌注平面顯像（Q）結(jié)合有利于對肺部栓塞的診斷，肉眼對V/Q圖像的診斷是主觀的和定性的。

肺灌注平面顯像（Q）肺通氣平面顯像（V）25肺通氣與灌注（V/Q）

顯像的圖像配準(zhǔn)及臨床應(yīng)用★肺通氣與灌肺通氣與灌注（V/Q）圖像的配準(zhǔn)方法

同一病人肺通氣與灌注（V/Q）顯像的圖像配準(zhǔn)同一病人肺通氣（V）和灌注（Q）顯像數(shù)據(jù)的讀入和轉(zhuǎn)換；8個(gè)體位平面圖分別以自身的最大值進(jìn)行歸一化并顯示，即圖像中最亮像素為255；分割非肺部顯影；逐個(gè)圖像地調(diào)整閾值，用閾值法求通氣（V）圖像肺部邊界；移通氣圖像肺部邊界圖與肺灌注顯像的圖像配準(zhǔn)；對肺通氣與灌注（V/Q）顯像的圖像進(jìn)行低通濾波，以減小統(tǒng)計(jì)漲落的影像逐像素計(jì)算肺通氣與灌注（V/Q）比值，生成比值圖。26肺通氣與灌注（V/Q）圖像的配準(zhǔn)方法同一病人肺通氣與灌注（同一病人肺通氣與灌注（V/Q）顯像的圖像配準(zhǔn)

去除非肺顯影部分圖像

去除非肺顯影圖清晰的左右肺圖像

27同一病人肺通氣與灌注（V/Q）顯像的圖像配準(zhǔn)去除非肺顯影病人肺（V/Q）顯像與正常人模板的圖像配準(zhǔn)

完成同一病人Q與V圖配準(zhǔn)；采用手工縮放、拖拉的方法將病人Q或V圖同標(biāo)準(zhǔn)肺圖(模板)配準(zhǔn)；按照標(biāo)準(zhǔn)肺圖的分區(qū)對病人肺圖進(jìn)行分區(qū)，計(jì)算出病人的肺通氣/灌注的分區(qū)比值圖和變黑分區(qū)比值圖。

左右肺分為十五個(gè)分區(qū)示意圖28病人肺（V/Q）顯像與正常人模板的圖像配準(zhǔn)完成同一病人Q與肺通氣/灌注（V/Q）顯像的定量分析軟件

發(fā)展一種定量的客觀的方法對肺部栓塞臨床診斷具有重要意義。為此開發(fā)了肺通氣/肺灌注（V/Q）顯像的定量分析軟件系統(tǒng)。29肺通氣/灌注（V/Q）顯像的定量分析軟件發(fā)展一種定量的客觀軟件系統(tǒng)的主要功能★軟件系統(tǒng)的主要功能包括：（1）肺通氣（V）和灌注（Q）顯像數(shù)據(jù)的讀入和轉(zhuǎn)換。（2）相對放射性計(jì)數(shù)值色條顯示和選擇圖像顯示的各種調(diào)色板，如灰度、暖色調(diào)、偽彩色及用戶定義調(diào)色板等。（3）自動(dòng)進(jìn)行肺部分割，去除非肺部偽影的影響，利于后續(xù)的定量分析。（4）人機(jī)交互調(diào)整閾值，求通氣圖像肺部邊界。（5）人機(jī)交互平移通氣圖像肺部邊界，完成與肺灌注顯像的圖像配準(zhǔn)（6）選擇各種比值圖的顯示，包括：同一病人（V/Q）比值圖、同一病人（V/Q）分區(qū)比值圖、病人和正常值比較變黑比值圖等。（7）計(jì)算結(jié)果的保存，可將計(jì)算的V/Q比值圖數(shù)據(jù)保存于當(dāng)前工作目錄。（8）對照組正常值三十分區(qū)數(shù)據(jù)庫的維護(hù)。（9）信息提示和幫助功能。30軟件系統(tǒng)的主要功能★軟件系統(tǒng)的主要功能包括：30肺通氣/灌注（V/Q）顯像的定量分析軟件逐點(diǎn)比值處理

31肺通氣/灌注（V/Q）顯像的定量分析軟件逐點(diǎn)比值處理31肺通氣/灌注（V/Q）顯像的定量分析軟件分區(qū)比值處理

32肺通氣/灌注（V/Q）顯像的定量分析軟件分區(qū)比值處理32肺通氣/灌注（V/Q）定量分析軟件的臨床應(yīng)用

左右肺分區(qū)正常值及標(biāo)準(zhǔn)偏差

采用17例正常人的(Q/V)圖數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算得到正常人的分區(qū)比值圖及各自的標(biāo)準(zhǔn)偏差?！糇蠓畏謪^(qū)正常值1.15801.08561.10161.16041.14921.05491.01221.06111.20471.16781.04671.09661.29411.38171.2878◆右肺分區(qū)正常值1.06691.03881.09671.14181.11371.05761.00751.02651.07261.14511.22041.11621.13031.21381.2060◆左肺分區(qū)正常值的標(biāo)準(zhǔn)偏差0.23000.15980.20000.21020.25810.09440.02690.08170.14190.22500.10490.23140.28070.30220.2979◆右肺分區(qū)正常值的標(biāo)準(zhǔn)偏差0.12300.07640.13520.20490.26600.11080.03010.05110.11000.24100.30270.21150.23040.23690.250433肺通氣/灌注（V/Q）定量分析軟件的臨床應(yīng)用左右肺分區(qū)正常肺通氣/灌注（V/Q）定量分析軟件的臨床應(yīng)用

左右肺分區(qū)正常值及標(biāo)準(zhǔn)偏差圖示

正常左右肺分區(qū)比值圖

正常左右肺分區(qū)比值標(biāo)準(zhǔn)偏差圖

34肺通氣/灌注（V/Q）定量分析軟件的臨床應(yīng)用左右肺分區(qū)正肺通氣/灌注（V/Q）定量分析軟件的臨床應(yīng)用病人數(shù)據(jù)的處理結(jié)果

不同標(biāo)準(zhǔn)差倍數(shù)的計(jì)算結(jié)果及最佳左右肺標(biāo)準(zhǔn)差倍數(shù)的確定綜合幾十例病人和正常人左右肺的處理結(jié)果,選取最佳n值為：

n（右）=2.0；n（左）=2.1。

35肺通氣/灌注（V/Q）定量分析軟件的臨床應(yīng)用病人數(shù)據(jù)的處理結(jié)肺通氣/灌注（V/Q）定量分析軟件的臨床應(yīng)用病人數(shù)據(jù)的處理結(jié)果

病人TDX的PP圖PV圖及其逐點(diǎn)比值圖、分區(qū)比值圖、分區(qū)變白比值圖，其變白面積分別14%和78%病人MGY的PP圖PV圖及其逐點(diǎn)比值圖、分區(qū)比值圖、分區(qū)變白比值圖，其變白面積分別22%和50%

36肺通氣/灌注（V/Q）定量分析軟件的臨床應(yīng)用病人數(shù)據(jù)的處理結(jié)參考文獻(xiàn)小動(dòng)物核醫(yī)學(xué)顯像心臟功能分析方法研究進(jìn)展

馬圓圓;趙書俊;張曉麗;單保慈

鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院;中國科學(xué)院高能物理研究所核分析技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院阜外心血管病醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科【期刊】中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)

2010-12-20

基于腎動(dòng)態(tài)定量分析中腎臟ROI的提取研究

董潔;趙書俊;王靜;李文亮

鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院;河南省腫瘤醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科【期刊】計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件

2010-07-15核素肺通氣/灌注顯像的偽影識別與分割

王靜;李素曉;董潔;姜恩宇;趙書俊

鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院【期刊】計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件

2010-04-1537參考文獻(xiàn)小動(dòng)物核醫(yī)學(xué)顯像心臟功能分析方法研究進(jìn)展

馬圓圓;參考文獻(xiàn)擴(kuò)散張量成像定量分析技術(shù)研究進(jìn)展

聶彬彬;翟晶晶;王麗婧;趙書俊;單保慈

鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院;中國科學(xué)院高能物理研究所中國科學(xué)院核分析技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;河南輝煌科技股份有限公司;河北省威縣人民醫(yī)院內(nèi)科【期刊】中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)

2010-03-20

動(dòng)物標(biāo)準(zhǔn)腦模板建立的研究進(jìn)展

聶彬彬;趙書俊;單保慈

鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院;中國科學(xué)院高能物理研究所中國科學(xué)院核分析技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室【期刊】中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)

2009-06-20核素肺通氣/灌注顯像定量分析的方法與圖像處理

王靜;趙書俊;董潔

鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院【會議】第十四屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）

2008-07-0138參考文獻(xiàn)擴(kuò)散張量成像定量分析技術(shù)研究進(jìn)展

聶彬彬;翟晶晶參考文獻(xiàn)SPECT腎動(dòng)態(tài)定量分析中ROI的自動(dòng)提取

董潔;趙書俊;王靜;李文亮

鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院;河南省腫瘤醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科【會議】第十四屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（2）

2008-07-01

單光子門控發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像心肌灌注左心室功能參數(shù)定量計(jì)算方法

李萍;趙書俊;李素曉;魯向

鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院;鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院鄭州【期刊】生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志

2007-04-25核素肺通氣/灌注顯像的分區(qū)定量計(jì)算

李素曉;趙書俊;劉力;劉秀杰

鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院;中國科學(xué)院高能物理研究所;中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院河南鄭州;河南鄭州【期刊】中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志

2005-02-2839參考文獻(xiàn)SPECT腎動(dòng)態(tài)定量分析中ROI的自動(dòng)提取

董潔;參考文獻(xiàn)心肌核素?cái)鄬语@像定量分析系統(tǒng)

張勍;趙書俊;劉力

鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院;鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院鄭州大學(xué)生物物理與醫(yī)學(xué)工程研究所;鄭州大學(xué)生物物理與醫(yī)學(xué)工程研究所【期刊】北京生物醫(yī)學(xué)工程

2002-12-25門控SPECT心肌灌注左心室功能定量計(jì)算方法

劉力;趙書俊;姚稚明;屈婉瑩

中國科學(xué)院高能物理研究所;北京醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科【期刊】國外醫(yī)學(xué)(放射醫(yī)學(xué)核醫(yī)學(xué)分冊)

1999-08-28心肌灌注SPECT靶心圖定量分析方法的現(xiàn)狀和發(fā)展

趙書俊;劉力;單保慈;姚稚明

中國科學(xué)院高能物理研究所;中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科【期刊】國外醫(yī)學(xué)(放射醫(yī)學(xué)核醫(yī)學(xué)分冊)

1998-06-2840參考文獻(xiàn)心肌核素?cái)鄬语@像定量分析系統(tǒng)

張勍;趙書俊;劉《數(shù)字圖像處理》

DigitalImageProcessing醫(yī)學(xué)圖像定量分析41《數(shù)字圖像處理》

DigitalImageProces醫(yī)學(xué)圖像定量分析緒論核素心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法門控SPECT心肌灌注左心室功能參數(shù)定量計(jì)算方法肺通氣與灌注（V/Q）顯像的圖像配準(zhǔn)及臨床應(yīng)用腎動(dòng)態(tài)核素顯像定量分析42醫(yī)學(xué)圖像定量分析緒論2

利用放射性核素?cái)鄬语@像設(shè)備（SPECT、PET）和其它醫(yī)學(xué)影象設(shè)備（CT、MRI等）可對威脅人類健康和生命的主要疾病，如心腦血管疾病、腫瘤等進(jìn)行無損的斷層成像診斷。對放射性核素?cái)鄬语@象設(shè)備所提供的圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行圖象處理先進(jìn)技術(shù)的研究，對于上述病變的無損診斷、治療決策、療效判斷和預(yù)后起著十分重要的作用，可為我國心腦疾病與腫瘤的研究和臨床診斷提供服務(wù)，提高臨床診斷的定量化及自動(dòng)化水平。

緒論緒論43利用放射性核素?cái)鄬语@像設(shè)備（SPECT、PET）

核醫(yī)學(xué)圖像包含豐富的病人信息，而核醫(yī)學(xué)圖象處理是核物理、計(jì)算機(jī)科學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)相結(jié)合的一門新興邊緣學(xué)科。近年來對核醫(yī)學(xué)圖像處理新技術(shù)的研究發(fā)展迅速，已成為醫(yī)學(xué)影像研究領(lǐng)域一個(gè)非常重要的分支，這是因?yàn)楝F(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和臨床上對醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)的要求日益增加，譬如通過對核醫(yī)學(xué)圖象數(shù)據(jù)的處理和定量分析可提供臨床定量診斷手段，可代替或輔助于現(xiàn)行的人工肉眼閱片診斷模式；不同模式圖像之間的融合可提供互補(bǔ)的圖像信息等。緒論緒論44核醫(yī)學(xué)圖像包含豐富的病人信息，而核醫(yī)學(xué)圖象處理是SPECT心肌灌注顯像的基本原理

心肌細(xì)胞對某些放射性陽離子有選擇性攝取能力，因而可使心肌顯影。心肌每個(gè)部位聚集放射性的多少與該部位冠狀動(dòng)脈灌注血流量正相關(guān)，因此稱作心肌灌注顯像。如局部心肌缺血、細(xì)胞壞死或瘢痕形成可表現(xiàn)為放射性減低或缺損。由于冠狀動(dòng)脈的儲備能力和側(cè)支循環(huán)的建立，在靜息（rest）狀態(tài)下心肌灌注顯像可無異常表現(xiàn)。當(dāng)患者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)負(fù)荷（stress）時(shí)，心臟增加作功，以增加全身血流量和運(yùn)送足夠的能源物質(zhì)和氧，并加速清除代謝產(chǎn)物。此時(shí)正常冠狀動(dòng)脈能自行擴(kuò)張，血流量增加3～5倍。然而已有病變的狹窄冠狀動(dòng)脈不能相應(yīng)地增加其血流量，以致該供血區(qū)心肌缺血呈現(xiàn)出來，此時(shí)在心肌灌注顯像上該區(qū)域出現(xiàn)局限性放射性減低區(qū)。

SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法45SPECT心肌灌注顯像的基本原理SPECT心肌灌注顯像靶心SPECT心肌灌注顯像的基本原理

SPECT心肌灌注常用的顯像劑有201Tl和99mTc異腈類化合物。由于201Tl供顯像用的特征X線能量偏低（69～83keV），在組織內(nèi)衰減較明顯，腎臟所受輻射劑量大，限制了它在臨床應(yīng)用的活度?，F(xiàn)常用的為99mTc-甲氧基異丁基異腈（Technetium-99m-sestamibi,99mTc-MIBI）。99mTc-MIBI的優(yōu)點(diǎn)是99mTc物理性能好，γ射線的能量140keV適合γ照相機(jī)系統(tǒng)；物理半衰期短、純γ射線，病人所接受的輻射劑量較低，故可用較大活度，因而信息量大，心肌影像質(zhì)量高；由于所用活度高，可在運(yùn)動(dòng)負(fù)荷或靜息心肌顯像的同時(shí)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或靜息首次通過法測定左心功能并可顯示室壁運(yùn)動(dòng)。另外，還可用于門控SPECT心肌灌注，對左心室（leftventricle,LV）功能進(jìn)行定量計(jì)算。SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法46SPECT心肌灌注顯像的基本原理SPECT心肌灌注顯像靶心

心肌灌注單光子發(fā)射斷層顯像（SPECT）廣泛應(yīng)用于心血管疾病的臨床診斷。通過直接觀察斷層圖像的定性分析方法仍然是目前圖像解釋的主要手段，通過觀察斷層圖像,可以分析產(chǎn)生圖像異常的原因，包括生理、病理及人為的因素。用肉眼閱片，需分析短軸、水平長軸及垂直長軸三個(gè)方向的數(shù)十張斷層圖像，并且要逐個(gè)比較運(yùn)動(dòng)與延遲或靜息圖像，這需要時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)，該方法難以排除不同觀察者之間判斷標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)驗(yàn)的不同所造成的診斷差異。SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法47心肌灌注單光子發(fā)射斷層顯像（SPECT）廣泛應(yīng)用SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法48SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯

近年來陸續(xù)提出了用計(jì)算機(jī)對心肌斷層影像進(jìn)行定量分析的方法，心肌斷層影像的定量分析可以增加診斷的客觀性和標(biāo)準(zhǔn)化。與傳統(tǒng)的定性分析方法相比較，在診斷冠心病的靈敏度和特異性上都有一定程度的提高并可直觀地顯示病變心肌的位置、范圍。同有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生的定性分析結(jié)果亦較好地相關(guān)。此外由于靶心圖是一種相對定量方法，可部分地消除散射吸收的影響。

SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法49近年來陸續(xù)提出了用計(jì)算機(jī)對心肌斷層影像進(jìn)行定量分

目前，心肌核素?cái)鄬语@像最常用的定量分析方法是極坐標(biāo)靶心圖（polar-map）法，該方法建立在圓周剖面分析法(circumferenceprofileanalysis的基礎(chǔ)上。例如，對于一幅短軸斷層圖像，可用自動(dòng)或手工方法確定其中心及心肌內(nèi)外膜，以此中心為圓點(diǎn)向外做36個(gè)等角間距的矢徑（），將心肌劃分為36個(gè)扇區(qū)（采樣），以某一扇區(qū)心肌內(nèi)放射性相對計(jì)數(shù)最大值為該區(qū)采樣值，這樣作出的采樣值關(guān)于采樣點(diǎn)（角度）的散點(diǎn)函數(shù)圖即為最大計(jì)數(shù)圓周剖面曲線。最原始的靶心圖僅由短軸斷層圖像形成。對于短軸的每一層面，用其圓周剖面曲線上諸采樣值對一固定厚度之圓環(huán)上相應(yīng)節(jié)斷進(jìn)行賦值，形成靶心圖中的一環(huán)，將從心尖到心底的諸短軸斷層圖像取樣對應(yīng)的圓環(huán)從里向外套在一起形成的二維圖即為靶心圖。SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法50目前，心肌核素?cái)鄬语@像最常用的定量分析方法是極坐

從該圖上可清晰地看出左心室心肌的放射性三維分布。選擇罹病率≤5%或血管造影正常的正常對照組形成正常值靶心圖，患者的原始靶心圖與正常值靶心圖進(jìn)行比較，選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)差倍數(shù)（一般為2或2.5倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差），當(dāng)病人靶心圖某區(qū)域同相應(yīng)正常均值的偏差大于上述標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)時(shí)，以黑色標(biāo)注該區(qū)域，形成變黑靶心圖。變黑靶心圖上出現(xiàn)的黑色區(qū)域反映心肌缺血或缺損的位置和大小，還可通過運(yùn)動(dòng)靶心圖與延遲（delay）/靜息靶心圖之對比，對心肌病變的類型（梗死或缺血）作出判斷。SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法51從該圖上可清晰地看出左心室心肌的放射性三維分布。心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案上述靶心圖定量分析方法中心尖取樣受部分容積效應(yīng)（partialvolumeeffect）影響很大。為克服部分容積效應(yīng)的影響，人們作出了多種嘗試。Garcia和Prigent[5,7]提出用長軸斷層對心尖進(jìn)行采樣，其它部分采用有明顯心腔的短軸斷層來制作靶心圖。如圖2.1所示，由長軸切片，取心尖--心底全長的前20%處的長軸位置為中心，以60°～120°區(qū)間對心尖取樣。這種方法可部分地消除部分容積效應(yīng)的影響，對心尖的顯示更合理些。

SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法52心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案SPECT心肌灌注心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案

SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法53心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案SPECT心肌灌注心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案為了進(jìn)一步克服部分容積效應(yīng)的影響，最近Garcia等人提出了“半球加圓柱”心肌模型的靶心圖定量分析方案。

Garcia等提出的這種二合一采樣的靶心圖定量分析方案全部使用短軸切片，因?yàn)槿w短軸切片的集合反映了心肌的放射性分布的三維結(jié)構(gòu)。首先確定心肌內(nèi)膜，其心尖部分用半球來表示，其余部分用圓柱來表示。在球坐標(biāo)下對心尖重新采樣，心肌其余部分用柱坐標(biāo)進(jìn)行采樣，如圖2.2所示。SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法54心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案SPECT心肌灌注心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案

SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法55心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案SPECT心肌灌注心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案這種采樣方案保證心尖采樣時(shí)矢徑垂直于心?。ぃ┍砻妫瑥亩朔瞬糠秩莘e效應(yīng)影響。當(dāng)心內(nèi)膜深度（心尖內(nèi)膜最遠(yuǎn)點(diǎn)到球心的距離）等于球心所在位置的短軸切片的內(nèi)膜半徑時(shí)，可確定半球的球心在長軸上的位置坐標(biāo)。以此球心為原點(diǎn)對心尖采樣，例如在圖2.2中，取緯度采樣間距△φ=22.5°，心尖半球被劃分為四個(gè)圓形（環(huán)）區(qū)，由此四個(gè)圓形（環(huán)）采樣的最大值圓周剖面曲線構(gòu)成靶心圖的內(nèi)四環(huán)。心肌圓柱部分采樣就是從心尖半球以上到心底的短軸切片。例如可取8個(gè)圓柱短軸取樣，圓周剖面曲線采樣取為，即20個(gè)采樣點(diǎn)。這樣，整個(gè)心肌被采樣（劃分）為：（4＋8）360／18＝240個(gè)節(jié)段，或?qū)讉€(gè)節(jié)段合并為一個(gè)小區(qū)。靶心圖為12環(huán)。取所有節(jié)斷（小區(qū)）中的放射性計(jì)數(shù)最大者為1（歸一化）?？捎么烁袷浇⒄Ｖ?。若圓柱部分采樣層數(shù)多于8層，則都內(nèi)插為8層，也可用其它采樣格式制做靶心圖。

SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法56心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案SPECT心肌灌注心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案在做諸環(huán)最大值圓周剖面曲線時(shí)，可記錄最大值采樣的空間位置，這些位置坐標(biāo)可以用于進(jìn)一步的心肌三維顯示和其它定量計(jì)算。心肌“半球加圓柱”模型的球心確定是個(gè)技術(shù)上的關(guān)鍵。這需要用到圖像處理的一些技術(shù)，如、插值放大、平滑、邊緣提取、圖像分割等，以進(jìn)行心肌內(nèi)外膜的分離和確定，并克服噪聲和像素有限大小的影響。若以半球面來擬合心尖內(nèi)膜，就必須確定含有內(nèi)膜的第一個(gè)起始短軸切片、內(nèi)膜表面位置、內(nèi)膜半徑等。可借助閾值法或其它方法將上述步驟自動(dòng)準(zhǔn)確地完成。國外已有該半球加圓柱模型的商用靶心圖自動(dòng)定量分析軟件，并成為SPECT心肌灌注臨床診斷的一個(gè)重要部分。SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法SPECT心肌灌注顯像靶心圖定量分析方法57心肌“半球加圓柱”模型的靶心圖定量分析方案SPECT心肌灌注心肌顯像（SPECT、PET）定量分析的研究

參照值靶心圖PET18F-FDG心肌葡萄糖代謝的參照值靶心圖（16例）99mTc-MIBI運(yùn)動(dòng)（Stress）和靜息（Rest）參照值靶心圖（36例）58心肌顯像（SPECT、PET）定量分析的研究

參照值靶心圖P心肌核素?cái)鄬语@像（SPECT、PET）

定量分析軟件系統(tǒng)的主界面

主要功能包括：（1）SPECT和PET心肌灌注原始投影數(shù)據(jù)的讀入，完成圖像重建功能，可以選擇FBP（濾波反投影）和OSEM

（高分辨迭代）方法。（2）SPECT和PET心肌灌注原始人體橫切軸數(shù)據(jù)的讀入，由人體橫切軸圖像按照心臟自身的長短軸方向可以重建三個(gè)方向的心肌斷層影像，即短軸、水平長軸和垂直長軸斷層影像。（3）SPECT和PET心肌灌注原始短軸數(shù)據(jù)的讀入和轉(zhuǎn)換，這些文件可為系統(tǒng)直接讀取并用于后續(xù)的處理。（4）某一病人數(shù)據(jù)文件（格式轉(zhuǎn)換后）的讀取和各軸向斷層圖像的顯示，可選擇顯示水平長軸圖象及垂直長軸圖象。59心肌核素?cái)鄬语@像（SPECT、PET）

定量分析軟件系統(tǒng)的主心肌斷層顯像（SPECT、PET）定量分析軟件系統(tǒng)

各種靶心圖的顯示

主要功能包括：（5）放射性計(jì)數(shù)值顯示和選擇圖像顯示的各種調(diào)色板，如灰度、暖色調(diào)、偽彩色及自定義。（6）自動(dòng)進(jìn)行左心室分割，去除非左心室偽影的影響。（7）自動(dòng)完成病人數(shù)據(jù)的靶心圖定量計(jì)算，給出該病人數(shù)據(jù)的原始靶心圖和心肌各個(gè)節(jié)段（12×20）相對放射性計(jì)數(shù)值。（8）計(jì)算結(jié)果的保存，可將計(jì)算的靶心圖數(shù)據(jù)保存工作目錄。（9）選擇各種靶心圖的顯示，包括：原始靶心圖、變黑靶心圖和缺損面積以及正常值等。（10）對照組數(shù)據(jù)庫的維護(hù)。（11）信息提示和幫助功能。60心肌斷層顯像（SPECT、PET）定量分析軟件系統(tǒng)

各種靶心對來自阜外醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科的22例（男20例、女2例）SPECT99mTc-MIBI靜息心肌灌注顯像數(shù)據(jù)分別進(jìn)行定性診斷半定量分析和該研究的定量分析，并進(jìn)行比較以檢驗(yàn)該研究應(yīng)用于臨床的可行性。下表為定性與定量分析對心肌放射性攝取評分的分布，比較兩組打分結(jié)果，評分的一致率為81.8%，Kappa值為0.669，兩組結(jié)果高度相關(guān)，顯著水平P<0.01。定性\定量0分1分2分3分合計(jì)0分11762

1251分881

172分39163313分

132125合計(jì)128242224198定性與定量分析比較61對來自阜外醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科的22例（男20例、女2例）SPECT★門控SPECT心肌灌注左心室功能

參數(shù)定量計(jì)算方法與軟件開發(fā)◆實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)全部取自于臨床ECG-gatedSPECTED和ES期的心肌短軸數(shù)據(jù)；◆在心肌“半球加圓柱”模型下進(jìn)行心肌中部最大放射性計(jì)數(shù)曲面的采樣；按局部最大值的半高寬選取閾值確定心肌內(nèi)膜。◆對ED和ES斷層圖像分別進(jìn)行心肌“半球加圓柱”模型擬合，將左心室分為心尖部四個(gè)區(qū)、其余為8×8區(qū)；◆用幾何法計(jì)算總體和分區(qū)局部左心室功能參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了全部計(jì)算的自動(dòng)化。由于采用了ED、ES期心肌模型的擬合和標(biāo)準(zhǔn)分區(qū)，克服了由于心臟跳動(dòng)前后的位移、收縮前后的平移對局部功能參數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確性的影響；◆20例正常人門控SPECT心肌灌注顯像受試者靜息顯像左心室總體功能參數(shù)EDV、ESV、LVEF、EDR、ESR和STR的計(jì)算。62★門控SPECT心肌灌注左心室功能

參數(shù)定量計(jì)算方法與軟門控SPECT心肌灌注左心室功能

定量分析系統(tǒng)的主界面

63門控SPECT心肌灌注左心室功能

定量分析系統(tǒng)的主界面23門控SPECT心肌灌注左心室功能定量分析系統(tǒng)的主要功能

門控SPECT心肌灌注短軸數(shù)據(jù)的讀入和心動(dòng)周期各門斷層圖像的顯示，可分別讀入ED和ES期及全部門控?cái)?shù)據(jù)（用于電影動(dòng)畫演示），可選擇顯示水平長軸圖像及垂直長軸圖像。相對放射性計(jì)數(shù)值色條顯示和選擇圖像顯示的各種調(diào)色板，如灰度、暖色調(diào)、偽彩色調(diào)色板等。電影動(dòng)畫演示功能，顯示某一短軸斷層的LV運(yùn)動(dòng)。也可以由選擇顯示不同軸向不同層面及不同的動(dòng)畫速度。自動(dòng)進(jìn)行左心室分割，去除非左心室偽影的影響，利于后續(xù)的定量分析。左心室長軸取向的自動(dòng)校正。左心室模型的擬合和調(diào)整。自動(dòng)完成LVEF的計(jì)算、室壁增厚參數(shù)WT、短軸縮短率等計(jì)算。計(jì)算結(jié)果保存、信息提示和幫助功能。64門控SPECT心肌灌注左心室功能定量分析系統(tǒng)的主要功能門控肺通氣與灌注（V/Q）

顯像的圖像配準(zhǔn)及臨床應(yīng)用★肺通氣與灌注（V/Q）顯像肺通氣平面γ-相機(jī)顯像（V）與肺灌注平面顯像（Q）結(jié)合有利于對肺部栓塞的診斷，肉眼對V/Q圖像的診斷是主觀的和定性的。

肺灌注平面顯像（Q）肺通氣平面顯像（V）65肺通氣與灌注（V/Q）

顯像的圖像配準(zhǔn)及臨床應(yīng)用★肺通氣與灌肺通氣與灌注（V/Q）圖像的配準(zhǔn)方法

同一病人肺通氣與灌注（V/Q）顯像的圖像配準(zhǔn)同一病人肺通氣（V）和灌注（Q）顯像數(shù)據(jù)的讀入和轉(zhuǎn)換；8個(gè)體位平面圖分別以自身的最大值進(jìn)行歸一化并顯示，即圖像中最亮像素為255；分割非肺部顯影；逐個(gè)圖像地調(diào)整閾值，用閾值法求通氣（V）圖像肺部邊界；移通氣圖像肺部邊界圖與肺灌注顯像的圖像配準(zhǔn)；對肺通氣與灌注（V/Q）顯像的圖像進(jìn)行低通濾波，以減小統(tǒng)計(jì)漲落的影像逐像素計(jì)算肺通氣與灌注（V/Q）比值，生成比值圖。66肺通氣與灌注（V/Q）圖像的配準(zhǔn)方法同一病人肺通氣與灌注（同一病人肺通氣與灌注（V/Q）顯像的圖像配準(zhǔn)

去除非肺顯影部分圖像

去除非肺顯影圖清晰的左右肺圖像

67同一病人肺通氣與灌注（V/Q）顯像的圖像配準(zhǔn)去除非肺顯影病人肺（V/Q）顯像與正常人模板的圖像配準(zhǔn)

完成同一病人Q與V圖配準(zhǔn)；采用手工縮放、拖拉的方法將病人Q或V圖同標(biāo)準(zhǔn)肺圖(模板)配準(zhǔn)；按照標(biāo)準(zhǔn)肺圖的分區(qū)對病人肺圖進(jìn)行分區(qū)，計(jì)算出病人的肺通氣/灌注的分區(qū)比值圖和變黑分區(qū)比值圖。

左右肺分為十五個(gè)分區(qū)示意圖68病人肺（V/Q）顯像與正常人模板的圖像配準(zhǔn)完成同一病人Q與肺通氣/灌注（V/Q）顯像的定量分析軟件

發(fā)展一種定量的客觀的方法對肺部栓塞臨床診斷具有重要意義。為此開發(fā)了肺通氣/肺灌注（V/Q）顯像的定量分析軟件系統(tǒng)。69肺通氣/灌注（V/Q）顯像的定量分析軟件發(fā)展一種定量的客觀軟件系統(tǒng)的主要功能★軟件系統(tǒng)的主要功能包括：（1）肺通氣（V）和灌注（Q）顯像數(shù)據(jù)的讀入和轉(zhuǎn)換。（2）相對放射性計(jì)數(shù)值色條顯示和選擇圖像顯示的各種調(diào)色板，如灰度、暖色調(diào)、偽彩色及用戶定義調(diào)色板等。（3）自動(dòng)進(jìn)行肺部分割，去除非肺部偽影的影響，利于后續(xù)的定量分析。（4）人機(jī)交互調(diào)整閾值，求通氣圖像肺部邊界。（5）人機(jī)交互平移通氣圖像肺部邊界，完成與肺灌注顯像的圖像配準(zhǔn)（6）選擇各種比值圖的顯示，包括：同一病人（V/Q）比值圖、同一病人（V/Q）分區(qū)比值圖、病人和正常值比較變黑比值圖等。（7）計(jì)算結(jié)果的保存，可將計(jì)算的V/Q比值圖數(shù)據(jù)保存于當(dāng)前工作目錄。（8）對照組正常值三十分區(qū)數(shù)據(jù)庫的維護(hù)。（9）信息提示和幫助功能。70軟件系統(tǒng)的主要功能★軟件系統(tǒng)的主要功能包括：30肺通氣/灌注（V/Q）顯像的定量分析軟件逐點(diǎn)比值處理

71肺通氣/灌注（V/Q）顯像的定量分析軟件逐點(diǎn)比值處理31肺通氣/灌注（V/Q）顯像的定量分析軟件分區(qū)比值處理

72肺通氣/灌注（V/Q）顯像的定量分析軟件分區(qū)比值處理32肺通氣/灌注（V/Q）定量分析軟件的臨床應(yīng)用

左右肺分區(qū)正常值及標(biāo)準(zhǔn)偏差

采用17例正常人的(Q/V)圖數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算得到正常人的分區(qū)比值圖及各自的標(biāo)準(zhǔn)偏差?！糇蠓畏謪^(qū)正常值1.15801.08561.10161.16041.14921.05491.01221.06111.20471.16781.04671.09661.29411.38171.2878◆右肺分區(qū)正常值1.06691.03881.09671.14181.11371.05761.00751.02651.07261.14511.22041.11621.13031.21381.2060◆左肺分區(qū)正常值的標(biāo)準(zhǔn)偏差0.23000.15980.20000.21020.25810.09440.02690.08170.14190.22500.10490.23140.28070.30220.2979◆右肺分區(qū)正常值的標(biāo)準(zhǔn)偏差0.12300.07640.13520.20490.26600.11080.0