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研究生:張博勝
研究生(外文):Bo-Sheng Chang
論文名稱:裸鼠血管微循環影像對位之血流分析研究
論文名稱(外文):Blood Vessel Image Registration of Microcirculation Image for Blood Flow Analysis on Nude Mice
指導教授:林康平林康平引用關係
指導教授(外文):Kang-Ping Lin
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:電機工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:53
中文關鍵詞:血管中心線血流速度影像對位
外文關鍵詞:center line of blood vesselblood flowimage registration
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摘要

本論文研究是為了求得血管中血球的流動速度,使用了攜帶較方便的光學顯微鏡,加上CCD攝影機連接影像擷取卡,將動態影像儲存至電腦硬碟中;觀察並且取得影像的活體目標是後腿背上植入癌細胞的裸鼠。
因為是活體顯微實驗,因此在麻醉過後,裸鼠的呼吸或抖動都會對影像造成頗大的影響,所以在計算血流速度之前,我們將原始影像做了對位處理。解決了影像對位問題後,將想要取得血流速度的血管中心線部分,按照時間的順序,可得到血管中心線的血流profile,再利用Hough Transform 計算出血流profile圖上的斜率,而這些斜率的倒數即是血流速度。
因此,透過本論文的實驗分析即可得到裸鼠腫瘤上表層的血管分佈、血流速度的變化。將有助於裸鼠相關實驗血流速度的觀察與分析。
Abstract

This study is to derive from the speed that blood cells flow in blood vessel. This study uses optic microscope which is convenient to take along plus CCD video camera which connect with video capture card store up develop images into computer hard discs. The live target for observe and get mages is nude mice which embedding cancer cell in back of hind leg.
This study is an Intravital microscopy so that after anesthesia the breath or shake from nude mice will effect the image. For this reason before counting the speed of blood stream we deal with original image by using image registration. After solve the problem of image registration, the center line of blood vessel which we want to acquire the speed of blood stream will according to the order of time get the blood stream profile. Then, using Hough Transform counting the slope of picture of blood stream the speed of blood stream will be the reciprocal of slope.
Therefore, by the experimental analysis of this study could understand distribute of blood vessel, the change of speed of blood stream on the surface of tumor of nude mice. This study will help to observe and analysis those experiments which are related to nude mice of speed of their speed of blood stream.
摘要 I
Abstract II
誌 謝 III
目錄 IV
表目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 論文架構 3
第二章 實驗材料與步驟 5
2.1 實驗材料 5
2.2 實驗步驟 6
2.3 攝影系統硬體介紹 7
2.4 實驗影像分類 9
第三章 影像處理與分析之演算法 11
3.1 影像對位 11
3.2 血流速度的計算 13
3.2.2 血流的profile 18
3.2.3 用Hough Transform 求角度θ 19
第四章 實驗結果與分析 25
4.1 影像對位驗證 25
4.2 影像處理與血流速度相關分析 27
4.2.1 Canny邊緣偵測參數討論 27
4.2.2 Hough Transform角度和中心線長度分析 30
4.2.3 血流Profile圖分析 31
4.2.4 血流速度分析 33
第五章 討論與結論 39
第六章未來展望 42
參考文獻 43
附錄 45


圖2.1品系SCID/Nude mouse 5
圖2.2 M320光學顯微鏡 8
圖2.3攝像系統圖 8
圖3.1影像處理流程圖 11
圖3.2對位方法實體說明圖 (B1) 12
圖3.3對位處理平移後影像圖(B1) 13
圖3.4血流速度計算流程圖 14
圖3.5八相鄰矩陣 15
圖3.6血管中心線實際圖(B1)(a) 粗血管(約30像素寬) 16
圖3.7斷續血管的中心線取得流程圖 17
圖3.8 Profile的示意圖(CL4) 18
圖3.9 Canny邊緣偵測演算流程圖 19
圖3.10 點、線的Hough Transform 的示意圖 21
圖3.11 D3血流profile的canny特徵圖 (a)(b)(c) 22
圖3.12 D3血流profile (a)(b)(c)的Hough Transform
座標轉換圖 22
圖3.13 圖3.12中(a)(b)(c)統計次數最高的地方 23
圖3.14 D3血流profile特徵圖Hough Transform參數空
間圖 24
圖4.1三張標記影像A(A2)、B(B1)、C(CL2) 25
圖4.2軸向對位誤差比較 26
圖4.3血流速度與角度的換算曲線 30
圖4.4 C-Line最小長度與血流速度關係圖 31
圖4.5影像G5的血流profile圖 33
圖4.6影像的血管位置與血管寬度(單位:Pixel) 35
圖4.7各組影像的血管位置與血管寬度(單位:Pixel) 37
圖4.8各影像的平均血流速度 38
圖5.1有較厚的膜層(H5) 40
圖5.2晃動在血流profile上水平橫條紋影響(B1) 41

表2-1 影像編號表 10
表4-1 X軸與Y軸對位誤差分析結果(單位:pixel,
影像張數100張) 26
表4-2 σ對canny邊緣偵測的影響 28
表4-3 Thigh-Tlow對canny邊緣偵測的影響 29
表4-4 血流速度的profile與特徵圖 32
表4-5 各組影像的Profile 35
表4-6 血流速度與血管寬度表 38
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