医用红外热图处理及辅助诊断系统的设计.pdf

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1、2006年1月中文摘要医学红外热像技术作为功能影像学和结构影像学相结合的诊断手段正受到越来越广泛的关注与重视。但是目前红外热图的处理手段比较单一，这已经成为其在医疗诊断上应用的一个瓶颈。本文从人体红外热辐射的本质出发，揭示了红外热图的医学诊断依据。根据红外热图自身的特点，设计了专门的图像预处理，ROI(Regi∞ofInterest)区域分割及对称性分析方法，并建立了远程诊断和帮助系统，实现了红外热图的自动处理和辅助诊断。为了提高红外热图在医学诊断中的符合率本文提出了如下的创新方法：(1)根据红外热图噪声主要服从Poisson分布的特

2、点，在小波域中使用最优平方和估计准则(PredictiveSumofSquares，PRESS)阈值法对热图进行滤波，提高了热图的信噪比。(2)在滤波的基础上使用改进的快速直方图算法对图像的背景进行剔除，并结合形态学的方法将分割过程中有可能产生的过度分割进行修正。(3)对人体特定部位进行分割，并对分割后获得的ROI对称区域运用统计学的方法和等温区域的方法进行比较和分析，文中还提出了一种基于直方图间距离的统计方法。(4)针对人体乳腺部位的形态特征使用边缘检测和Hough变换等方法来提取乳腺边缘，并且运用无监督的学习方法对分割后的乳腺进行

3、对称性分析；根据鼻子的热分布特性，运用空间多方向搜索算法对鼻予的轮廓进行提取。针对原有软件在病人数据档案管理和帮助系统中的缺陷，专门设计了病人档案管理系统和帮助系统。同时为了方便专家异地诊断，还设计了远程诊断功能，实现了红外热图、诊断信息的远距离传输，使远程会诊成为可能，达到了专家资源的最大化利用。关键词：医用红外热图，感兴趣部位，对称性分析，小波，温度分布AbstractCurrentlypeoplepaymofeattentionstoclinicalinfraredthermalimagediagnosestechnoLogy,

4、sinceitcallbeperformedbothfunctionalandstructuraltest．Butthesimplethermalimageprocessingmethodsincurrentset,warepreventitswidelyusagefrommedicalarea．Inthisthesis，westartfromthebasicknowledgeaboutinfraredradiationandmedicalinfraredthermalimage．Wedesignsomethermalimagepro

5、cessingmethodsaccordingtotheircharacter,suchasdenoisingandbackgroundextractioninpreprocessingstep，theidentificationofregionofinterest,statisticalanalysisforsymmetrypartsofbodyaswellaslong-distancediagnosesandhelpsystem．Theseenablethedoctortoassessthermalimageinanautomat

6、icapproach．Inordertoimprovetheaccuracyinmedicalthermalimagediagnoses，somenewmethodsareproposed．(1)ThenoiseinthermalimagemainlyfollowsPoissondistribution,8,0weusePRESS(PredictiveSumofSquares)optimalthresholdinwaveletdomaintoremovethenoise．(2)Weusetheimprovedfastalgorithm

7、toseparatethebackgroundfromtheimage，andmorphologicalstepswereperformedto丘llthepossibleholescreatedbyanaggressivethresholding．(3)Wedelimitatetheregionsofinterestforbedypartsandu∞statisticalmeasnl'eandisothermalanalysistocomparethesymmetricROIs．Wealsoproposeanewstatistica

8、lapproachusingdistancesbetweenhistogramsofcomparableROIs．(4)Cannycdgedetection,Houghtransformsandothertechnolo