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多模态医学图像配准与融合算法的研究

多模态医学图像配准与融合算法的研究

作者：姚玉翠山东大学

学位级别：硕士

随着医学影像工程和计算机技术的发展，医学成像技术已经成为现代医疗的一个重要组成部分，其应用贯穿于整个临床工作。由于不同设备的成像原理不同，临床诊断上出现了计算机X射线断层造影成像，核磁共振成像，单光子发射型计算机断层... 详细信息

随着医学影像工程和计算机技术的发展，医学成像技术已经成为现代医疗的一个重要组成部分，其应用贯穿于整个临床工作。由于不同设备的成像原理不同，临床诊断上出现了计算机X射线断层造影成像，核磁共振成像，单光子发射型计算机断层成像等多种模态的医学图像，这些图像反映了人体脏器和病变组织的不同信息。在医学图像处理方法中，将不同模态的医学图像综合成一幅图像的过程称之为医学图像融合。医学图像融合可以综合各种影像的信息，能够准确、全面的显示组织或器官的结构部位、功能及其变化，使解剖信息与功能信息有机的结合起来，便于医生了解病变组织或器官的综合情况，并做出更加准确的诊断或制定出更加合理的治疗方案。对几幅不同的医学图像进行定量分析，首先要解决的问题就是图像的严格对齐，即图像的配准。医学图像配准是指通过空间几何变换，使两幅或者多幅图像上所有的解剖点，或者至少是所有具有诊断意义的点及手术感兴趣的点都达到匹配。图像配准的效果直接影响着图像融合的质量，因此只有对医学图像进行准确的配准和适当的融合，才能为医生提供准确的辅助诊断依据。本文基于形态学梯度、归一化互信息、小波包和自适应算子等理论方法，结合临床实践的需求，对多模态医学图像的配准与融合问题进行了较为深入的研究和探讨。论文的主要工作如下： (1)论文首先研究了医学图像的配准问题。在此研究中，针对互信息配准方法存在的局部极值和运行时间长等问题，提出了基于形态学梯度和互信息的医学图像配准新方法，该方法通过归一化互信息和形态学梯度的有机整合，有效改善了传统互信息配准方法中的局部极值问题，并大大缩短了图像配准的时间。在MATLAB环境下对计算机X射线断层造影成像，核磁共振成像，单光子发射型计算机断层成像三种模态的医学图像进行仿真研究，结果表明：本文提出方法的配准精度和运行速度优于传统的互信息配准方法，而且噪声对配准结果的影响明显减弱。 (2)论文在医学图像配准研究的基础上，对多模态医学图像的融合问题进行了较为细致的研究，提出了基于小波包变换和自适应算子的医学图像融合方法。该方法首先对图像进行小波包分解，然后采用自适应算子对分解后的子图像进行处理，最后经过小波包重建，得到融合图像。小波包变换能够将图像频带进行多层次划分，并且对小波变换没有细分的高频部分进一步分解，从而提高了频率分辨率;自适应算子可以根据图像的具体情况自动调整融合规则的权重系数，避免了设置固定权重系数所造成的误差。在MATLAB环境下，采用拉普拉斯金字塔变换、小波变换、小波包变换三种融合方法进行仿真实验，并采用平均梯度、均值、标准差、信息熵和相关系数作为评价标准对三种融合方法进行综合评价。结果表明：本文提出的基于小波包变换和自适应算子的医学图像融合方法所得到的图像融合效果，明显优于拉普拉斯金字塔变换和小波变换等图像融合方法。论文最后对全文进行了总结，并对下一步的研究工作进行了展望。

关键词：医学图像配准形态学梯度互信息医学图像融合小波包变换

基于F-score特征选择和支持向量机的P300识别算法

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生物医学工程学杂志 2008年第1期25卷 23-26,52页

作者：杨立才李金亮姚玉翠吴晓晴山东大学控制科学与工程学院济南250061

如何从脑电信号中快速准确地识别出P300成分是脑-机接口研究中的一个热点问题。针对P300的识别问题,我们提出了一种将F-score特征选择与支持向量机相结合的判别方法,该方法采用F-score特征选择减少输入特征的维数,以克服支持向量机算法... 详细信息

如何从脑电信号中快速准确地识别出P300成分是脑-机接口研究中的一个热点问题。针对P300的识别问题,我们提出了一种将F-score特征选择与支持向量机相结合的判别方法,该方法采用F-score特征选择减少输入特征的维数,以克服支持向量机算法判别速度慢的缺点;然后借助支持向量机算法良好的分类性能实现P300的识别。本文在BCI Competition 2003的P300实验数据集上对该方法进行了验证,结果表明,在5次重复实验中该方法的识别准确率达到了100%,且判别速度与未经特征选择的传统支持向量机算法相比提高了近2倍。

关键词：脑-机接口 P300 F-score特征选择支持向量机

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基于小波包变换的医学图像融合方法

中国生物医学工程学报 2009年第1期28卷 12-16页

作者：杨立才刘延梅刘欣姚玉翠山东大学控制科学与工程学院济南250061 中国国家知识产权局北京100088

为满足医学图像临床辅助诊断和治疗的需要,将小波包变换和自适应算子相结合,提出一种新的医学图像融合算法。算法首先对已配准的医学图像进行小波包分解,并采用自适应算子对小波系数及分解子图像进行处理,通过小波包重建,获得高质量的... 详细信息

为满足医学图像临床辅助诊断和治疗的需要,将小波包变换和自适应算子相结合,提出一种新的医学图像融合算法。算法首先对已配准的医学图像进行小波包分解,并采用自适应算子对小波系数及分解子图像进行处理,通过小波包重建,获得高质量的医学融合图像。该方法克服了小波变换不能兼顾图像高频成分的缺陷,并且可以根据不同的医学图像自动调整融合规则的权重系数,有效避免了设置固定权重系数造成的融合误差。实例融合仿真验证了算法的有效性和先进性。

关键词：图像融合小波包变换自适应算子医学图像

基于小波分解和支持向量机的P300识别算法

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中国生物医学工程学报 2007年第6期26卷 804-809页

作者：杨立才李金亮姚玉翠李光林山东大学控制科学与工程学院生物医学工程系济南250061 伊利诺伊大学芝加哥分校美国伊利诺伊芝加哥60608

针对支持向量机方法在P300识别中训练和识别速度相对较慢的不足,本研究提出了一种将小波分解与支持向量机相结合的P300识别方法。该方法通过小波分解实现脑电信号的特征提取,同时利用Span估计方法实现支持向量机最优参数的快速选择;然... 详细信息

针对支持向量机方法在P300识别中训练和识别速度相对较慢的不足,本研究提出了一种将小波分解与支持向量机相结合的P300识别方法。该方法通过小波分解实现脑电信号的特征提取,同时利用Span估计方法实现支持向量机最优参数的快速选择;然后借助支持向量机良好的分类性能实现P300的识别。本研究在BCICompetition 2003的P300实验数据集上对该方法进行了验证,结果表明,与传统支持向量机算法相比,本算法具有更高的训练和识别速度,并且在5次重复实验时达到了100%的识别准确率。

关键词：脑-机接口 P300 小波分解支持向量机

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听党话感党恩坚定信心跟党走 003

听党话感党恩坚定信心跟党走

18F-FDG-PET/CT特征参数对肾上腺转移瘤和乏脂性腺瘤的鉴别诊断价值

民主协商报

作者：姚玉翠

党的十九届六中全会近日在北京隆重召开,我们广大基督教徒和全国人民一道收听收看会议盛况。大家表示,此次会议召开具有现实意义和深远的历史意义。会议通过了《中共中央关于党的百年奋斗重大成就和历史经验的决议》,《决议》的精神极... 详细信息

党的十九届六中全会近日在北京隆重召开,我们广大基督教徒和全国人民一道收听收看会议盛况。大家表示,此次会议召开具有现实意义和深远的历史意义。会议通过了《中共中央关于党的百年奋斗重大成就和历史经验的决议》,《决议》的精神极大鼓舞了广大基督徒“拥党、爱党、跟党走”

关键词：信教群众中国共产党坚定信心中国特色社会主义守正创新

来源： cnki报纸评论

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中国煤炭工业医学杂志 2023年第6期26卷 630-635页

作者：王乔曹立秀刘永亮王鹏赵文喆刘爽吴会静姚玉翠河北省唐山市人民医院ECT室 063000 唐山市人民医院神经外科唐山市人民医院泌尿外科唐山市人民医院科教科唐山市人民医院放化科唐山市药品不良反应监测中心

目的探讨18F-FDG-PET/CT特征参数对肾上腺转移瘤和乏脂性腺瘤的鉴别诊断价值。方法回顾性分析2022年10月—2023年9月在唐山市人民医院行18F-FDG PET/CT检查发现单侧肾上腺高密度结节(转移瘤43例,乏脂性腺瘤42)的85例癌症患者的临床及影... 详细信息

目的探讨18F-FDG-PET/CT特征参数对肾上腺转移瘤和乏脂性腺瘤的鉴别诊断价值。方法回顾性分析2022年10月—2023年9月在唐山市人民医院行18F-FDG PET/CT检查发现单侧肾上腺高密度结节(转移瘤43例,乏脂性腺瘤42)的85例癌症患者的临床及影像特征参数,包括性别、年龄、原发恶性肿瘤和肾上腺结节的大小、位置、CT值及PET代谢参数。利用单因素分析筛选有统计学差异的特征参数,去掉高相关性变量,后纳入多元Logistic回归构建诊断模型。利用受试者操作特征(ROC)曲线下面积(AUC)评估各独立风险因素和诊断模型预测肾上腺转移瘤的效能,并通过delong分析比较其AUC差异。结果肾上腺结节的平扫CT值、SUVmax和原发恶性肿瘤是预测肾上腺转移瘤的独立风险因素,其中平扫CT值鉴别诊断效能最高(AUC为0.803)。诊断模型的预测效能进一步提高,AUC为0.905,显著高于各独立危险因素(P均<0.05);且通过随机抽样进一步验证了该诊断模型的准确性及稳定性。结论基于18F-FDG PET/CT诊断模型对肾上腺转移瘤和乏脂性腺瘤有较高的鉴别诊断效能,为肾上腺高密度结节提供了一种无创、高效、便捷的诊断方法。

关键词：肾上腺转移瘤肾上腺乏脂性腺瘤 18F-FDG-PET/CT 诊断模型

增强CT诊断模型对肾上腺转移瘤和乏脂性腺瘤的鉴别诊断价值

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中国煤炭工业医学杂志 2023年第6期26卷 588-593页

作者：张嘉伟曹立秀刘永亮王鹏赵文喆刘爽吴会静姚玉翠河北省唐山市人民医院CT室 063000 河北省唐山市人民医院ECT室 063000 河北省唐山市人民医院神经外科 063000 河北省唐山市人民医院泌尿外科 063000 河北省唐山市人民医院科教科 063000 河北省唐山市人民医院放化科 063000 唐山市药品不良反应监测中心

目的本研究旨在探讨增强CT在肺癌患者中鉴别诊断肾上腺转移瘤和乏脂性腺瘤的价值。方法本研究回顾性分析了118例(转移瘤组67例;乏脂性腺瘤组51例)伴有单侧肾上腺实性结节、且行胸部或腹部平扫和双期增强CT扫描的肺癌患者的临床及影像资... 详细信息

目的本研究旨在探讨增强CT在肺癌患者中鉴别诊断肾上腺转移瘤和乏脂性腺瘤的价值。方法本研究回顾性分析了118例(转移瘤组67例;乏脂性腺瘤组51例)伴有单侧肾上腺实性结节、且行胸部或腹部平扫和双期增强CT扫描的肺癌患者的临床及影像资料,包括性别、年龄、肺癌临床分期、肾上腺结节的大小、位置、平扫和双期增强CT值、囊变/坏死及强化峰值期。利用单变量分析筛选出在二组间差异有统计学意义的特征参数后,利用多元Logistic回归方法构建诊断模型。利用受试者操作特征(ROC)曲线下面积(AUC)、敏感性、特异性及准确率评价各特征参数及诊断模型的效能。结果转移瘤组的平扫CT值高于腺瘤组(P<0.001),且其男性、形态不规则、囊变/坏死以及Ⅲ/Ⅳ肺癌临床分期的比例均高于腺瘤组(均P<0.05)。与转移瘤比较,乏脂性腺瘤呈相对更快的“快进快出”强化模式(P<0.001)。多元logistic回归显示性别(AUC=0.672)、平扫CT值(AUC=0.776)、囊变/坏死(AUC=0.580)、肺癌临床分期(AUC=0.671)和强化峰值期(AUC=0.671)是预测肺癌肾上腺转移瘤的独立风险因素。预测转移瘤的诊断模型效能最高,AUC为0.908(95%CI:0.846~0.969),其敏感性、特异性和准确率分别为0.866(95%CI:0.784~0.947)、0.863(95%CI:0.768~0.957)和0.864(95%CI:0.862~0.866)。结论基于增强CT的诊断模型可有效鉴别诊断肺癌肾上腺转移瘤和乏脂性腺瘤。

关键词：肺癌肾上腺转移瘤肾上腺乏脂性腺瘤增强CT

浅谈实用新型审查意见通知书中“其他说明”的撰写

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科技与创新 2014年第13期 130-131页

作者：崔欣姚玉翠国家知识产权局专利局实用新型审查部北京100083

从审查意见通知书中"其他说明"的出现谈起,简单论证了"其他说明"在驳回中的效力,并从有利于一审驳回、有效缩短审查周期的角度出发,列举了在撰写审查意见通知书时建议增加"其他说明"部分的几种典型情形。

关键词：审查意见 “其他说明” 权利要求审查结论

基于平扫CT影像组学Rad-score鉴别肾上腺乏脂性腺瘤和转移瘤的价值

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中国煤炭工业医学杂志 2023年第3期26卷 243-247页

作者：王乔曹立秀刘永亮王丽娜张嘉伟刘顺香陈頔王鹏姚玉翠河北省唐山市人民医院ECT室 063000 河北省唐山市人民医院神经外科 063000 河北省唐山市人民医院病案室 063000 河北省唐山市人民医院CT室 063000 河北省唐山市人民医院放疗中心 063000 河北省唐山市人民医院泌尿外科 063000 唐山市药品不良反应监测中心 063000

目的探讨基于CT平扫图像建立的影像组学Rad-score对鉴别肾上腺乏脂性腺瘤和转移瘤的诊断价值。方法回顾性搜集2015年1月—2021年12月于唐山市人民医院行胸部或腹部CT平扫的150例肾上腺乏脂性腺瘤和130例肾上腺转移瘤患者,并随机分成训练... 详细信息

目的探讨基于CT平扫图像建立的影像组学Rad-score对鉴别肾上腺乏脂性腺瘤和转移瘤的诊断价值。方法回顾性搜集2015年1月—2021年12月于唐山市人民医院行胸部或腹部CT平扫的150例肾上腺乏脂性腺瘤和130例肾上腺转移瘤患者,并随机分成训练集(196例)和测试集(84例)。利用3D-slicer软件从CT平扫图像提取影像组学特征,采用最小绝对收缩与选择算子算法(LASSO)和皮尔森相关系数检验进行特征降维、筛选得到有鉴别诊断价值的影像组学特征。利用多因素Logistic回归分析得到风险因素构建Rad-score,利用受试者操作特征曲线(ROC)及曲线下面积(AUC)评价其在训练集和测试集中诊断效能。结果共提取1316个影像组学特征,经LASSO降维并筛选出17个组学特征,后去掉强相关特征,得到10个影像组学参数。利用多因素Logistic回归分析得到4个风险因素并构建了Rad-score。在训练集中,Rad-score鉴别诊断乏脂性腺瘤和转移瘤的最佳临界值为0.552,AUC为0.934,敏感度、特异度和准确率分别为0.817、0.918和0.868;在测试集中,Rad-score的最佳临界值为0.373,AUC值为0.927,敏感度、特异度和准确率分别为0.842、0.905和0.875。结论基于CT平扫图像的影像组学Rad-score在训练集和测试集中对鉴别肾上腺乏脂性腺瘤和肾上腺转移瘤有较高的诊断效能,具有较高的临床价值。

关键词：肾上腺乏脂性腺瘤肾上腺转移瘤平扫CT 影像组学