本文關(guān)鍵詞：基于SPECT圖像的肝臟分割及術(shù)前評(píng)估，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：原發(fā)性肝細(xì)胞肝癌(Hepatocellular carcinoma, HCC)是一種高發(fā)于我國的惡性腫瘤,手術(shù)切除是目前治療肝癌的主要手段。決定患者能否進(jìn)行肝臟切除手術(shù)的主要依據(jù)是術(shù)前肝功能評(píng)估,若術(shù)前評(píng)估不充分,可能會(huì)導(dǎo)致患者術(shù)后急性肝衰致死。單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像術(shù)(Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT)可以對(duì)功能性肝細(xì)胞進(jìn)行成像,對(duì)評(píng)估功能性肝臟的體積和局部肝功能具有重要的作用,同時(shí)也可以用于術(shù)后肝衰風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測。目前,臨床上肝功能評(píng)估的方法主要是針對(duì)肝臟整體功能進(jìn)行評(píng)估,如血清學(xué)肝功能指標(biāo)檢查、多種肝功能臨床評(píng)分系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)定量肝功能測試等,并且現(xiàn)有的這些評(píng)估方法往往只能定性地反映肝功能而不能給出定量的評(píng)估結(jié)果；同時(shí)也無法評(píng)估局部肝功能和預(yù)測手術(shù)后肝臟狀態(tài)。針對(duì)以上問題,本文基于SPECT圖像對(duì)肝臟分割和術(shù)前肝功能評(píng)估開展研究。首先,準(zhǔn)確提取并分割肝臟邊界。本文以醫(yī)學(xué)圖像分割與圖像識(shí)別研究為背景,針對(duì)肝臟SPECT圖像序列中相鄰切片之間具有高度相關(guān)性的特點(diǎn),提出了一種基于主動(dòng)輪廓模型(Active Contour Model, ACM)的肝臟自動(dòng)分割方法。該方法首先基于閾值獲得一層圖像中肝臟的初始輪廓,再利用ACM獲得該層的肝臟結(jié)果,然后將分割結(jié)果作為相鄰層圖像的初始輪廓進(jìn)行ACM分割,通過迭代遍歷,實(shí)現(xiàn)對(duì)一組SPECT圖像序列的分割；在此基礎(chǔ)上,該算法利用肝臟輪廓位置等先驗(yàn)知識(shí)通過訓(xùn)練樣本集,獲得肝臟位置的臨界值,再使用肝臟區(qū)域模型將分割后的肝臟從其他臟器中區(qū)分開來,最終實(shí)現(xiàn)肝臟邊界的全自動(dòng)分割。使用本文分割算法對(duì)肝臟SPECT數(shù)據(jù)進(jìn)行分割,并與臨床醫(yī)生手動(dòng)分割數(shù)據(jù)對(duì)比,結(jié)果表明本文算法精度滿足臨床需求。其次,確定并計(jì)算基于SPECT圖像的肝功能評(píng)估指標(biāo)。通過測量肝臟體積和肝臟功能細(xì)胞計(jì)數(shù)可獲得枯否細(xì)胞的數(shù)量與功能信息,從而間接實(shí)現(xiàn)對(duì)功能性肝細(xì)胞群的定量計(jì)算,以評(píng)估肝細(xì)胞群數(shù)量差異及肝細(xì)胞功能受損傷情況；肝硬化患者由于肝臟纖維化或硬化導(dǎo)致的常見并發(fā)癥為門脈高壓,門靜脈灌注指數(shù)(Portal Perfusion Index, PPI)能夠反映門靜脈壓力的變化,可以通過測量PPI值評(píng)估肝臟病變情況。通過選取表征PPI指標(biāo)的肝臟、心臟及腎臟功能區(qū)域,定量評(píng)估被測對(duì)象是否發(fā)生門脈高壓,從而評(píng)估其肝臟儲(chǔ)備功能情況。最后,對(duì)分割后的肝臟進(jìn)行三維可視化并模擬肝臟切除手術(shù)。針對(duì)上述分割后的結(jié)果,分別與人工分割結(jié)果進(jìn)行定量對(duì)照分析,并采用體繪制技術(shù)中的光線投影法對(duì)肝臟進(jìn)行三維可視化繪制和顯示。同時(shí),模擬肝臟切除手術(shù),實(shí)現(xiàn)肝臟切除術(shù)的虛擬切割,并對(duì)切除后的肝臟儲(chǔ)備功能進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測。此外,設(shè)計(jì)軟件實(shí)現(xiàn)該肝臟儲(chǔ)備功能評(píng)估系統(tǒng),便于醫(yī)生使用和臨床推廣。綜上,本文基于肝臟SPECT圖像實(shí)現(xiàn)肝臟邊界的自動(dòng)分割、參數(shù)計(jì)算及三維重建。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文的研究成果可實(shí)現(xiàn)對(duì)肝臟邊界的全自動(dòng)與準(zhǔn)確分割,并能準(zhǔn)確、定量評(píng)估肝臟儲(chǔ)備,為肝硬化合并肝癌患者提供更為精準(zhǔn)的術(shù)前評(píng)估,并為實(shí)現(xiàn)后續(xù)的計(jì)算機(jī)輔助診斷及肝臟切除手術(shù)奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：SPECT成像 肝功能評(píng)估 主動(dòng)輪廓模型 三維重建 手術(shù)模擬
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R817.4;R657.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-23
• 1.1 課題研究的背景和意義12-13
• 1.2 肝臟儲(chǔ)備功能評(píng)估的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢13-19
• 1.2.1 現(xiàn)有肝功能評(píng)估方法14-19
• 1.2.2 肝功能評(píng)估的進(jìn)展19
• 1.3 基于SPECT圖像評(píng)估肝臟功能19-20
• 1.4 本文的研究內(nèi)容20-23
• 2 基于主動(dòng)輪廓模型的肝臟分割23-35
• 2.1 現(xiàn)有肝臟SPECT圖像分割方法23-24
• 2.2 主動(dòng)輪廓模型算法24-25
• 2.3 Chan-Vese模型和Local Binary Fitting模型25-26
• 2.3.1 Chan-Vese模型25
• 2.3.2 Local Binary Fitting模型25-26
• 2.4 基于主動(dòng)輪廓模型的肝臟分割26-33
• 2.5 分割結(jié)果及評(píng)估33-34
• 2.6 本章小結(jié)34-35
• 3 肝功能儲(chǔ)備評(píng)估指標(biāo)提取35-41
• 3.1 放射性物質(zhì)衰減校正35-36
• 3.2 臨床已有評(píng)估指標(biāo)36
• 3.3 本文使用的肝臟儲(chǔ)備功能評(píng)估指標(biāo)36-40
• 3.3.1 功能性肝臟體積和細(xì)胞活性計(jì)數(shù)37-38
• 3.3.2 門靜脈灌注指數(shù)38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 4 三維可視化及系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)41-53
• 4.1 醫(yī)學(xué)圖像可視化41-44
• 4.1.1 面繪制方法41-42
• 4.1.2 體繪制方法42-44
• 4.2 肝臟切除手術(shù)模擬44-47
• 4.2.1 肝臟切除區(qū)域規(guī)劃45-46
• 4.2.2 切面探查46
• 4.2.3 虛擬切割46-47
• 4.3 可視化系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)47-52
• 4.4 術(shù)后肝功能評(píng)估52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 5 總結(jié)與展望53-55
• 5.1 總結(jié)53
• 5.2 前景與展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-61
• 作者簡歷61-62
• 致謝62

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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  本文關(guān)鍵詞：基于SPECT圖像的肝臟分割及術(shù)前評(píng)估，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：321724