基于同轴相衬成像方法的人体膝关节软骨可视化
2021-04-22李君董立男吴明树张璐
北京生物医学工程 2021年2期
关键词:特征提取
李君 董立男 吴明树 张璐
0 引言
骨性关节炎(osteoarthritis,OA)是一种复杂的关节疾病,在年龄超过 50 岁的人群中,骨关节炎在导致长期残疾的疾病中仅次于心血管疾病[1]。OA的初始阶段没有明显症状,一旦症状出现,病变往往已经到了晚期[2]。所以,OA的早期诊断是风湿病学领域的一个重大挑战。
OA早期较多是以软骨病变累积为先,在一些患者中可以观察到软骨的纤维化,而另一些患者会出现轻微的表面侵蚀[3]。软骨内部微结构的改变一般早于上述两种外在形态的变化[4-5]。因此,骨关节炎的早期诊断,除了观察软骨表面的缺损情况,还可以根据软骨内部微结构的改变进行评估。虽然,关节炎诊断方法有很多,包括无创的影像学检查与有创的关节镜检查。OA常用的无创影像学检查方法有X线、MRI、超声,但由于成像分辨率与对比度受限无法诊断关节早期病理性的改变[6]。关节镜使用过程中需要高灌注压和辅助麻醉技术,具有一定的风险。其次关节镜仅适用关节间隙较大的关节,并且观察视野范围较小,借助光镜观察存在一定的盲区。因此,以上检测手段对于骨关节炎的早期诊断,特别是亚临床骨关节炎的诊断依然比较困难。同轴相衬成像(in-line phase contrast imaging,IL-PCI)技术是一种基于菲涅尔衍射的X射线相位成像方法,可以无创探测低吸收物体内部不同组织的精细结构信息。由于该技术成像条件简单,图像分辨率高而成为近年来的研究热点。有研究利用IL-PCI技术对金属及光纤等材料进行成像实验,结果表明该成像技术拥有微米级别的高空间分辨率[7-8]。……
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