本文關(guān)鍵詞：基于圖譜的小動物器官分割和BLT重建

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【摘要】：飛速發(fā)展的分子影像技術(shù),可以實現(xiàn)疾病的早期診斷,該技術(shù)涉及學(xué)科廣泛,能夠從生物體的細胞和分子水平對生物組織的病理和藥品的藥效進行觀測,并可以實時甚至提前觀測出組織結(jié)構(gòu)的變化趨勢。在各類分子影像技術(shù)中,生物自發(fā)光斷層成像技術(shù)(bioluminescence tomography,BLT),由于其獨特的有點,比如高靈敏性、高安全性、低成本以及高特異性等方面的優(yōu)勢,是目前研究的熱點。本文主要研究并改進生物自發(fā)光斷層成像方法。在生物自發(fā)光斷層成像技術(shù)中,為了解決重建的病態(tài)性問題,通常需要融合生物體的結(jié)構(gòu)信息。但現(xiàn)有的融合結(jié)構(gòu)信息的生物自發(fā)光斷層成像方法仍存在以下問題:1、為了獲取組織的高對比度的Micro-CT數(shù)據(jù),成像時需要對小鼠注射CT造影劑,容易造成小鼠死亡,給小鼠連續(xù)觀測帶來了不便;2、在從Micro-CT數(shù)據(jù)獲取小鼠各個組織器官結(jié)構(gòu)信息的時候,需要手動分割,耗時耗力;3、Micro-CT增加了生物自發(fā)光斷層成像系統(tǒng)的復(fù)雜度和成像成本。本文針對以上三個問題出發(fā),研究了基于CT數(shù)據(jù)的圖譜分割方法的BLT重建和基于結(jié)構(gòu)光圖譜分割方法的BLT重建兩種重建方法:首先,提出了一種基于CT數(shù)據(jù)的圖譜分割方法的BLT重建。該方法構(gòu)建了一個小鼠的CT圖譜,利用構(gòu)建的CT圖譜,通過圖像配準的方法,對小鼠Micro-CT數(shù)據(jù)進行圖譜分割,快速得到小鼠各個器官的結(jié)構(gòu)信息。為了驗證方法的有效性,設(shè)計了兩組實驗:第一組是利用該方法和小鼠注射造影劑并手動分割的對比;第二組是該方法直接應(yīng)用并對重建結(jié)果進行評估。通過實驗的結(jié)果表明,該方法能夠解決重建過程中,獲取小鼠結(jié)構(gòu)信息時需要注射CT造影劑和手動分割Micro-CT數(shù)據(jù)耗時耗力的問題。其次,本文搭建了結(jié)構(gòu)光掃描系統(tǒng)以采集小鼠的三維結(jié)構(gòu)光數(shù)據(jù),并提出了基于結(jié)構(gòu)光圖譜分割方法的BLT重建。利用之前構(gòu)建的小鼠CT圖譜,利用薄板樣條魯邦性匹配算法,對小鼠的結(jié)構(gòu)光數(shù)據(jù)進行圖譜分割,得到小鼠的結(jié)構(gòu)信息,并進行光學(xué)重建。為了驗證方法的有效性,設(shè)計了一組實驗驗證。通過對光學(xué)重建的結(jié)果的評估,驗證了重建方法的可行性,證明了該方法可以解決光學(xué)重建中小鼠結(jié)構(gòu)信息獲取方法存在的所有問題,但重建精度方面,仍需要進一步提高。
【關(guān)鍵詞】：生物自發(fā)光斷層成像 圖譜分割 圖像配準 結(jié)構(gòu)光三維掃描
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R814;TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 符號對照表9-10
• 縮略語對照表10-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 研究背景和意義13-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.1 光學(xué)斷層成像15
• 1.2.2 圖譜分割技術(shù)15-16
• 1.2.3 三維掃描技術(shù)16-17
• 1.3 本文中主要研究工作17
• 1.4 本文研究內(nèi)容安排17-19
• 第二章 圖譜分割和結(jié)構(gòu)光重建原理19-33
• 2.1 光學(xué)重建理論背景19-20
• 2.2 圖譜分割20-27
• 2.2.1 圖譜分割框架20-21
• 2.2.2 圖像配準技術(shù)21-27
• 2.3 結(jié)構(gòu)光重建原理27-31
• 2.3.1 三角測量原理28-29
• 2.3.2 相機和投影儀的標定29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第三章 基于CT數(shù)據(jù)的圖譜分割方法的BLT重建33-43
• 3.1 方法概述33
• 3.2 圖譜制作33-35
• 3.2.1 小鼠圖譜制作方法概述33-34
• 3.2.2 圖譜的制作結(jié)果34-35
• 3.3 基于CT數(shù)據(jù)的圖譜分割方法的BLT重建驗證實驗35-41
• 3.3.1 驗證實驗設(shè)計35-36
• 3.3.2 采集設(shè)備和光源36
• 3.3.3 基于CT數(shù)據(jù)的圖譜分割方法的BLT重建的定性結(jié)果36-40
• 3.3.4 實驗結(jié)論40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-43
• 第四章 基于結(jié)構(gòu)光圖譜分割方法的BLT重建43-51
• 4.1 方法概述43
• 4.2 結(jié)構(gòu)光掃描系統(tǒng)搭建43-45
• 4.3 結(jié)構(gòu)光數(shù)據(jù)的圖譜分割45-47
• 4.3.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理45-46
• 4.3.2 數(shù)據(jù)分割46-47
• 4.4 基于結(jié)構(gòu)光圖譜配準方法的BLT重建47-49
• 4.4.1 重建結(jié)果47-49
• 4.4.2 結(jié)果分析49
• 4.5 本章小結(jié)49-51
• 第五章 總結(jié)與展望51-53
• 5.1 總結(jié)51-52
• 5.2 展望52-53
• 參考文獻53-57
• 致謝57-59
• 作者簡介59-60

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1 王為;劉培國;覃宇建;;BLT—FDTD時頻結(jié)合分析傳輸線瞬態(tài)響應(yīng)[A];2010年全國電磁兼容會議論文集[C];2010年

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1 高學(xué)遠;基于圖譜的小動物器官分割和BLT重建[D];西安電子科技大學(xué);2015年

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本文編號：641879