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本课题由东软医疗有限公司医疗IT与健康服务事业部完全资助。肾功能评估方法对肾脏疾病的诊断和治疗有着非常重要的意义,然而目前尚缺乏一种既能提供肾脏的精确解剖信息,又能评价肾脏功能的检查手段。功能影像学的发展,使得通过医学影像数据测定单侧肾脏的肾小球滤过率(glomerular filtration rate, GFR)成为可能,但其测定方法以及所得结果的准确性还需进一步研究。目前国内外有一些学者开始研究利用医学影像数据测定GFR的方法,但是在研究中对医学图像进行人工分割不仅耗时,而且可重复性不高。因此,利用计算机对医学影像图像进行自动分割就显得尤为重要。本文基于磁共振与CT图像对GFR的测定方法进行了研究并实现了对肾脏、腹主动脉及肾脏皮髓质的自动分割。本课题重点进行了以下三个方面的研究：①利用不同的房室模型对GFR进行测定,并对结果进行评估和比较；②在UroCARE(东软医疗泌尿计算机辅助诊断)平台上修改、实现了GFR的自动测定方法；③提出并完成了肾脏皮髓质的自动分割算法。本文的主要工作内容及结论如下：(1)将肾脏划分为二房室(肾小管和血管),根据二房室模型理论完成GFR的计算。通过对25组临床患者的CT数据和8套模型猪的CT数据进行评估,与半胱氨酸蛋白酶抑制物C(Cystatin C)的方法和肾图核素法进行比较,发现基于CT数据利用二房室模型测定GFR值是比较准确的。(2)将肾脏划分为三房室(肾小管、血管和细胞间隙),基于三房室模型理论完成GFR的计算,并对15组临床患者数据进行评估,得出当肾脏第三室(细胞间隙)较大时,利用三房室模型能够更好的测定GFR值。(3)完成了自动测定GFR的模块改进,其中包括肾脏、腹主动脉的分割算法以及GFR测定的计算过程。对25组CT临床患者数据进行了有效的评估,和Cystatin C方法比较,得出改进后的GFR测定模块可以迅速的分割肾脏和腹主动脉区域,并且可以较准确地测定GFR,具有一定的临床应用前景。(4)设计并实现了肾脏皮髓质分割算法,通过该方法对肾脏皮质的自动分割仅需要20s,用该方法分割15个单肾,与手工分割方法进行比较,有较好的效果。