EOS双平面成像测量胫骨平台后倾角与前交叉韧带损伤的相关性研究

目的探讨基于三维成像的EOS系统评估胫骨平台后倾角(PTS)对前交叉韧带(ACL)损伤患者的预测价值,并与3种传统X线片测量方法进行对比。方法回顾分析南京大学医学院附属鼓楼医院2018年10月—2021年12月收治的51例术中确诊为ACL损伤(ACL损伤组)及34例非ACL损伤(对照组)患者的临床资料。通过EOS法、全长法、近端法和后皮质法对患者的PTS进行评估,通过logistic回归分析等统计学方法,探讨不同PTS测量方法对ACL损伤的预测特异性。结果应用EOS法、全长法和近端法测量ACL损伤组患者的PTS,并与对照组相比,差异有统计学意义(P<0.05),采用logistic回归分析并构建受试者工作特征(ROC)曲线,曲线下面积(AUC)EOS法(0.955)和全长法(0.657)均优于近端法(0.558)和后皮质法(0.484)。对照组和ACL损伤组EOS法和全长法的测量结果均具有相关性(r=0.612,r=0.641)。结论采用EOS系统和基于下肢全长侧位X线片的全长法测量PTS预测ACL损伤的易发性优于近端法和后皮质法,在没有EOS条件的医院,可以使用全长法评估患者的PTS。

EOS^(TM)3D影像系统诊断复发性髌骨脱位的可靠性和稳定性

目的 探讨EOS^(TM)3D影像系统诊断复发性髌骨脱位的可靠性和稳定性。方法 回顾性分析2022年3月至2023年3月西安交通大学附属红会医院运动医学中心收治的22例(26膝)复发性髌骨脱位病人的影像学资料,两位影像学医生同时使用EOS^(TM)系统测量病人下肢力线,使用sterEOS软件对影像图片进行3D模型重建,并在三维模型中测量胫骨结节-股骨滑车沟(tibial tubercle-trochlear groove,TTTG)间距,记录每次测量所需的时间和相关参数。所有病人同期进行常规膝关节CT扫描及三维重建。将EOS^(TM)3D影像和CT扫描测量的TT-TG数值进行比较,采用一致性检验研究和Bland-Altman分析图评价测量结果数据的可靠性和稳定性。结果 进行EOSTM下肢力线测量时,不同测量者间测量的股骨和胫骨长度、膝关节内外翻角度及股骨胫骨旋转角度之间差异无统计学意义(P>0.05)。病人常规下肢CT扫描及三维重建测量时间为(21.8±3.2)min(13~29 min),EOSTM3D测量时间为(6.3±1.8)min(4~11 min),差异有统计学意义(t=12.693,P<0.001)。两位医生使用EOS^(TM)3D测量TT-TG值的组内相关系数为0.791,使用常规CT测量的组内相关系数为0.843,两种测量方法组内一致性均较好。Bland-Altman分析结果显示两位测量者分别有96.2%(25/26)、92.3%(24/26)的点位于±1.96标准差范围内,显示使用常规CT三维重建和EOS^(TM)3D测量TT-TG值具备较好的一致性和稳定性。结论 使用EOS^(TM)3D影像系统测量复发性髌骨脱位病人的TT-TG值,具有良好的可靠性及可重复性,具有检查时间短、辐射低等优势,是评估此类病人下肢力线数据的一种快捷、可靠及稳定的方法。

基于EOS双平面成像分析Blumensaat线的空间倾斜度与前交叉韧带损伤的相关性

目的:采用EOS双平面成像系统测量非接触性前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)损伤患者Blumensaat线与股骨机械轴间的夹角(angle composed by femoral mechanical axis and Blumensaat line,FMBL角),与侧位X线片上Blumensaat线与股骨远端轴线的夹角(α角)进行比较,评估其与ACL损伤的相关性,预测非接触性ACL损伤易发人群的准确性。方法:回顾性分析2018年2月至2020年10月收治的88例(176膝)单侧非接触性ACL损伤患者的双下肢骨骼全长EOS影像资料,男53例,女35例;年龄18~45(30.3±6.2)岁;左侧48例,右侧40例。根据ACL损伤组患者ACL损伤的肢体侧别将测量角度参数分为ACL患侧组和ACL健侧组。并在EOS数据库中选取51例(51膝)非ACL损伤者的完全健康侧肢体作为正常对照组,男28例,女23例;年龄20~44(31.6±5.5)岁;左膝26例,右膝25例。将3组下肢骨骼全长EOS影像3D建模,并测量FMBL角与α角。采用单因素二分类Logistic回归分析角度对ACL状态(正常或撕裂)的影响,并根据受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线得出最佳临界值。结果:ACL损伤组与正常对照组年龄、性别和侧别比较,差异无统计学意义(P>0.05)。ACL患侧组FMBL角(32.8±2.3)。与ACL健侧组(32.5±2.3)。比较,差异无统计学意义(P>0.05),但均明显低于正常对照组(37.0±2.0)°(P<0.001)。ACL患侧组、ACL健侧组、正常对照组间α角比较,差异无统计学意义(P>0.05)。单因素二分类Logistic回归分析结果显示,FMBL角是非接触性ACL损伤的危险因素[OR=0.433,95%CI(0.330,0.569),P<0.001]。FMBL角的ROC曲线下面积为0.909[95%CI(0.861,0.958),P<0.001],最佳诊断界点值为33.7°,敏感度70.5%,特异度98.0%。结论:Blumensaat线与股骨机械轴形成的FMBL角是非接触性ACL损伤的危险因素之一,具有良好的预测准确性,当角度≤33.7°时发生非接触性ACL损伤的风险增加。

基于EOS系统和CT系统测量青少年特发性脊柱侧凸顶椎旋转角度的对比观察

目的使用EOS影像系统与CT影像系统分别评估椎体旋转以探究顶椎位置对EOS测量结果的影响。方法2018年3月至2022年6月于北京积水潭医院住院治疗的青少年特发性脊柱侧凸(AIS)患者87例,年龄11~18(14.7±2.3)岁。共112个弯;其中胸弯61个,腰弯51个。统计一般资料,并进行影像学测量。在EOS影像中,三维拟合重建后获得Cobb角、顶椎旋转度(AVR)等参数。在CT影像中,采用Aaro-Dahlborn法测量AVR。根据侧凸位置的不同将所有侧凸分为胸椎组和腰椎组,并进行亚组分析,比较两组AVR的差异和相关性。结果87例AIS患者总体CT与EOS的测量结果差异无统计学意义(P=0.096);两者高度相关(r=0.771,P<0.001)。在胸椎组,EOS测量结果明显大于CT测量结果(P<0.001),两者中等相关(r=0.536,P<0.001)。在腰椎组,CT测量结果与EOS测量结果差异无统计学意义(P=0.193),两者高度相关(r=0.789,P<0.001),且其相关系数高于总体的相关系数。结论在顶椎旋转度的测量中,EOS全身影像系统和CT影像系统的测量结果无明显差异,且具有良好的相关性。在腰椎测量中类似,且相关性更高。但在胸椎中,EOS测量数据显著高于CT测量结果。

EOS X射线影像采集系统技术评估与应用分析

本文介绍了EOS X射线影像采集系统的技术背景,通过现有文献分析和英国NICE报告对EOS系统进行了临床效果分析、费用预算分析和科室应用情况分析,综合得出该系统相比其他成像方式辐射剂量较低;通过费用预算分析,该技术收费尚未进入医保,需年均工作日20人次左右可达到收支平衡。

基于轮廓点相似性测度的2D-3D医学图像配准算法

针对传统配准算法无法适用于成像模糊、对比度低的X光医学图像的问题,本文提出一种基于轮廓点相似性测度的配准技术.首先引入分块双阈值增强策略来提取DRR图像和X光图像的边缘轮廓信息;其次,采用高斯加权欧氏距离计算图像轮廓的相似度;最后通过平衡优化器算法进行迭代优化,得到最优的位姿参数.实验结果表明:本文算法能够精确提取模糊X光图像的边缘轮廓信息,而且可以准确评估其与CT数据的相似度,平均配准成功率超过94%,算法效率和鲁棒性优于传统算法,可用于医疗诊断、放射疗法、图像引导手术等医学活动.

一种全新的基于EOS影像的骨放射评价标准

1992年法国物理学家乔治·夏帕克发明了一款新型X线探测器,并促进了EOS 2D/3D影像采集系统的发展。这是一款超低剂量的X线影像设备,扫描原理是在患者负重位下同时进行人体正侧位全身线性扫描,同时获得正侧位两张2D影像,根据2D图像骨骼标志的识别进行3D建模,超过100个临床骨骼数据自动生成(包括脊柱,骨盆和下肢),精准度高,避免人为测量误差,极大地满足了脊柱外科与骨科临床需求,在精准医疗的发展过程中,或将成为骨放射领域新的评价标准。

EOS影像三维重建在Chiari畸形伴脊柱侧凸患者中应用的可靠性及准确性

目的:探讨使用EOS影像系统进行三维重建在Chiari畸形伴脊柱侧凸患者中应用的可靠性和准确性。方法:选取2017年7月~2018年4月于我院行EOS全脊柱正侧位片检查的Chiari畸形伴脊柱侧凸患者共14例,其中男5例,女9例,年龄9~18岁(13.4±2.9岁)。利用sterEOS软件分别对每例患者的EOS全脊柱正侧位片进行全脊柱三维建模并获得脊柱骨盆参数[包括脊柱侧凸Cobb角、顶椎旋转角(apical vertebral rotation,AVR)、T1~T12后凸角(T1~T12 TK)、T4~T12后凸角(T4~T12 TK)、L1~L5前凸角(L1~L5 LL)、L1~S1前凸角(L1~S1 LL)、骨盆倾斜角(PT)、骶骨倾斜角(SS)、骨盆入射角(PI)]的测量数值。由2名脊柱外科医师(医师A与B)分别独立重建,对各椎体进行契合度评分,并利用观察者间组内相关系数(intraclass correlation coefficient,ICC)来评价2名医师测得数据的观察者间变异。医师A同时在传统立位全脊柱正侧位X线片上测量上述参数,并将所测得参数与其第一次EOS三维重建所得参数进行一致性分析。3个月后2名医师分别对14例患者的EOS全脊柱正侧位片重新进行三维建模测量,对以上参数进行重测信度研究。根据脊柱侧凸Cobb角大小将患者分为3组:第1组Cobb角<40°,共3例;第2组Cobb角40°~60°,共7例;第3组Cobb角>60°,共4例。对契合度评分进行三组间两两比较,观察该系统在不同Cobb角大小患者中的应用情况。结果:EOS影像三维建模后,脊柱测量值中,Cobb角、AVR、T1~T12 TK、T4~T12 TK、L1~L5 LL和L1~S1 LL的观察者间ICC分别为0.980、0.990、0.987、0.945、0.990和0.963 (P<0.01);骨盆测量值中,PI、SS和PT的观察者间ICC分别为0.962、0.821和0.895 (P<0.01)。契合度评分中,第1组与第2组、第2组与第3组患者的评分之间无统计学差异(P>0.05),而第1组与第3组患者之间的评分存在显著性差异(P<0.05)。在传统立位全脊柱正侧位X线片与EOS三维重建全脊柱片的一致性分析中,脊柱侧凸Cobb角、T1~T12 TK、T4~T12 TK、L1~L5 LL、L1~S1 LL、PI、PT及SS的ICC值分别为0.981、0.991、0.843、0.975、0.972、0.997、0.998和0.996。2名医师的各参数重测可信度均很高,2名医师均在PT出现最小值,分别为0.883和0.807。结论:使用EOS影像系统摄片并进行三维重建对Chiari畸形伴脊柱侧凸患者进行影像学测量是可靠的,为脊柱侧凸的评估增添了一种新的方法。

小波零树编码在EOS/MODIS遥感图像压缩中的应用

研究了对EOS/MODIS遥感图像的压缩。针对EOS/MODIS图像的特性及其传输和存储过程中的实际需要,在Mallat塔式分解的基础上,采用嵌入式零树编码方法,选取适于EOS/MODIS图像数据的编码参量,对其进行了编解码。实验结果表明,该算法的图像重构质量和峰值信噪比都非常好,并且可以在保证图像主要轮廓的基础上,不同程度地体现图像的细节信息,适用于图像的渐进传输及图像浏览,符合对高分辨率、高精度、海量EOS/MODIS图像数据进行实时传输及存储的实际要求。

EOS 2D与3D测量双下肢各参数可靠性和稳定性的对比研究

目的:对比研究EOS 2D与3D测量在双下肢冠、矢状面各参数中的可靠性和稳定性。方法:搜集2019-2020年1年内于本影像中心行双下肢或全身EOS检查的50例患者,两位医师对50例患者的影像数据进行2D和3D测量,保存所得数据,生成Excel表格并进行统计学分析。采取一致性检验对各测量参数进行分析,并计算出组内相关系数和组间一致性相关系数。结果:除股骨外翻角外,EOS 2D与3D测量各组的组内相关系数与组间一致性相关系数均>0.9,表示两者一致性极佳;股骨外翻角的组内相关系数和组间一致性相关系数亦均>0.6;进一步的线性回归模型分析结果也显示各测量参数的2D与3D测量之间显著相关(皮尔森系数r>0.80);Bland-Altman图显示大于92%(4/50)的点在均值为±1.96标准差范围内,显示两种测量方式具备较好的一致性和稳定性。结论:EOS常规2D与3D两种测量方式结果无差异统计学意义,两者都具备较高的可靠性和稳定性。

基于背景类别分层分离的不透水面间接提取——以兰州城关区EO-1 ALI图像为例

以兰州市城关区EO-1 ALI图像作为基础数据源,对比LOOC与最邻近分类(NNC)方法提取不透水面的精度差异. LOOC方法对融合后EO-1 ALI图像进行LBV变换,将变换结果作为解译底图;设置4个尺度层次,分别对应水体、农用地、灌木林地、城市绿地和草地这5种主要背景类别,对解译底图执行4尺度面向对象分割;将上述类别对象的光谱特征和形态特征差异作为判别规则,利用决策树分类,将这5种背景类别依次从解译底图上提取、分离,生成不透水面初级提取图层;通过光谱反射率差异分析,选定EO-1 ALI图像的近红外波段8和中红外波段10作为分类特征,利用基于模糊C-均值(FCM)算法的非监督分类,从初级图层中分离出砂土、阴影这两种与高、低反照度不透水面光谱特征相近的类别,采用数学形态学开闭运算整饬图像,生成不透水面二级提取图层.结合目视评判和总体精度、 Kappa系数,定量分析LOOC方法与NNC方法的提取精度差异.结果表明:LOOC方法提取不透水面的总体精度、 Kappa系数分别为87.13%、 0.830 3,较NNC方法分别提高5.91%、 7.19%.LOOC方法依据各背景类别的遥感多特征知识,分两级将其分离出解译底图,从而间接、逐步逼近不透水面精准空间分布信息,辨识不透水面的效率优于NNC方法.

利用多时相中分辨率卫星影像监测福建省植被覆盖变化

植被指数能定量地反映植被的变化信息,利用2001～2005年的EOS/MODIS卫星遥感资料,通过基于增强型植被指数的植被覆盖度计算模式,得到2001～2005年福建省植被覆盖度的年际动态变化情况,分析结果表明：福建省植被覆盖存在有不同程度的退化现象,退化最明显的地区出现在居民点、河流两岸、海岸带和岛屿等区域,植被覆盖变化在整体上呈现出内陆普遍小于沿海地区的特征,而远离沿海特别是内陆海拔较高的山区,植被覆盖变化很小,反映出研究区内植被覆盖受人类活动影响相对较大的事实。

基于红外图像仿真的光电模拟器研究

针对舰载光电跟踪仪仿真测试需求,提出基于红外图像仿真的光电模拟器的设计。利用Vega仿真平台计算所得辐亮度和仿真图像灰度值之间线性关系,求解该线性映射关系,对红外仿真场景的图像进行分析标定。通过某型光电跟踪仪定型试验验证,光电通道跟踪精度达到1mrad,满足系统指标要求。光电模拟器可完成在复杂背景、夜间等外场无法进行的试验条件下,对光电跟踪仪动态性能和战技指标的测试。

ASTER数据产品的特性及其计划介绍

通过JPL提供的材料和实际应用的感受 ,分别介绍了ASTER的光学子系统、数据、应用和数据申请过程。根据“美国全球变化研究法案” ,科研人员可以方便地 ,甚至免费获得ASTER数据。这些高质量的数据能为全球变化、土地利用、自然灾害等领域的研究提供高质量的信息。对ASTER本身及获得这些数据的过程做一个全面了解 ,对研究工作中选择、使用合适的数据资料以及缩短数据收集周期能起到帮助 ,对中国遥感技术应用研究也能起到有效的推动作用。

基于E0-1 Hyperion影像地物识别与分类不同方法的效果比较

以广州市大学城为研究区域裁剪出Hyperion影像,直接从影像提取地物端元,采用光谱角匹配、无约束和全约束的线性混合像元分解等3种方法进行地物识别与分类,分别生成地物分类图;选用Kappa系数和总精度两个参数,对比不同方法的地物识别效果.结果显示,分类图像的总精度均大于60%,Kappa系数在0.61—0.80,表明将高光谱影像用于地物识别与分类,可获得好的地物识别与分类结果.其中,光谱角匹配和全约束的线性混合分解法得到的两个参数明显更大.就地物类型而言,3种方法都对自然地物有较好的识别与分类效果,如林地和草地的用户精度高于80%,裸地和水体的值也高于50%.对人工地物的高反射率表面也有好的识别效果,用户精度达100%;对老建筑屋顶以及低反射率表面的识别效果不佳.尽管如此,光谱角匹配和全约束的线性混合像元分解法对于识别建筑屋顶的水泥混凝土表面表现出优势,用户精度大于71.4%.

作战飞机光电电视瞄准吊舱系统的图像预处理

针对作战飞机光电电视瞄准吊舱系统的设备特点,从理论上介绍了侧抑制网络,提出一种基于循环侧抑制网络的图像预处理方法。最后,应用选定的侧抑制方法处理电视瞄准吊舱所拍摄的图像中截取的一部分图像,结果显示了算法在图像预处理中增强反差,突出边框的作用。

基于MODIS图像云参数定量监测算法

利用EOS卫星MODIS传感器的可见光和红外多光谱图像数据,对监测和识别云微物理特征的算法进行了研究,重点分析了云的检测与分类、云顶高度、云顶温度、云的光学厚度和云有效粒子半径等云参数定量监测的原理和算法,综述了当前国内外基于MODIS的云参数定量遥感研究的最新动态,最后总结了云参数定量化算法目前存在的主要问题,并对今后的发展趋势做出展望。

利用Hyperion图像估算森林覆盖度

植被覆盖度是评价土地荒漠化最有效的指标,遥感是获取区域尺度植被覆盖度参数的一个重要手段。针对EO-1 Hyperion高光谱遥感图像成像的特点,探讨了高光谱Hyperion图像的预处理和森林覆盖度遥感估算的方法,研究中采用几何光学模型和混合像元模型等方法从高光谱EO-1 Hyperion图像估算植被覆盖度,进一步将2种方法估算的植被覆盖度进行了对比,并利用实测数据对估算结果进行验证。研究结果表明:利用几何光学模型反演的植被覆盖度(决定系数R2=0.76;均方根误差RMSE=0.06)优于混合像元模型法(R2=0.71;RMSE=0.07)。

几种新型的星载多光谱和成像光谱仪

近几年出现了几种新型的星载多光谱和成像光谱仪,例如:Landsat-7卫星的有效载荷增强型主题测绘仪+（ETM+）;EOS AM-1卫星的有效载荷多角度成像光谱仪（MISR）和先进空间热发射和反射辐射计（ASTER）;特殊探测器紫外成像光谱仪（SSUSI）。文章从结构、性能参数等方面综述了这几种星载成像光谱仪。

机载光电跟瞄平台动态准确度测试研究

分析了光电跟瞄平台的随动稳像准确度、稳定准确度和瞄准线稳定准确度等,提出了动态准确度的光电测试方法.通过搭建一定的试验环境,测试多传感器光电系统的光电跟瞄平台动态准确度的各项性能指标.研究结果表明,通过光电法测试光电跟瞄平台动态准确度的各项性能指标,可满足测试光电跟瞄平台和光电传感器系统动态瞄准准确度的要求,有利于复杂多传感器光电跟瞄系统的准确度分析与控制.