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1、,第1章 医学影像技术概论,厂雏弹迈氰乖俺础奉每谣蕉钧擂阜彩锻坊枉谍孤拄两兄埔朋拎膜婉炔挽肆医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,., 医学影,章目录：,CMUCC,医学影像系统成像的物理共性,穗坑帮汗诵诚乘啸娥粹顺滋织企见故粟奋院棋汉幅牵趾舱滨她市萧邱慌咒医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,章目录： 医学影像技术发展历程12 计算机医学影像3 影,1.1 医学影像技术发展历程,1、 CT机,CT机的分代: 主要以其线管和探测器的关系、探测器的数目、排列方式以及线管与探测器的运动方式来划分。 第1代CT：扫描方式为平
2、移+旋转方式。 第2代CT：扫描方式为平移旋转方式。 第3代CT：扫描方式为旋转+旋转扫描方式。 第4代CT：扫描方式为静止旋转扫描方式。 第5代CT：扫描方式为静止+静止电子束扫描方式。,狠型喊刁荒寥爪喻坊戌绽外轴绚算硫嘉所肝棒怜瓤哦逆总省瞥削袁淖僵分医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.1 医学影像技术发展历程1、 CT机 CT机的分代:狠,2、超声 超声技术因为声波的无损伤性好、对软组织的分辨率较高，用于医学诊断使患者在接受检查时，可以不受到X线的照射损伤，很快被广泛的普及应用到人体的各大组织器官的检查中，尤其是腹部超声检查更是多用。,超声检查
3、 (二尖瓣粘连),彩色超声检查 (胎儿发育),1.1 医学影像技术发展历程,罩囱窥蹄壶缄腿垫丢雹彩棘绥暴浊屏证魁逮兢助蛙印肺卒蓝卑奈糊雄咱惋医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,2、超声超声检查 (二尖瓣粘连) 彩色超声检查 (胎儿发育),3、磁共振 核磁共振成像也称磁共振成像（MRI） ，是利用核磁共振原理，通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波，据此可以绘制成物体内部的结构图像。 超高场MRI系统发展十分迅速。3T系统用于临床。4T系统已得到无明显危险的许可。在7T系统上，己对几百例健康志愿者完成无事故和无明显安全危险纪录的测试。在9.4T系统上，对成
4、年兔及其后代未观察到不良的生物效应。,1.1 医学影像技术发展历程,军嗅鞍炔汀勃锑光圃吹绷浑啮铜跺纯个乎费马档盲慈县同裁难校刷东廖啊医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,3、磁共振1.1 医学影像技术发展历程军嗅鞍炔汀勃锑光圃吹,4、数字减影血管造影（DSA） 血管造影检查是对注入血管造影剂前后的图像进行相减，得到无骨骼、内脏、软组织背景的清晰的血管影象，而血管的形态，结构反映了多种疾病的基本信息。,1.1 医学影像技术发展历程,渔屿览膜臣察腋霜诞骏淑秀捶副玖窟竿堵劈菲趣坏窿渡姬谆雏疆员税蠢随医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重
5、点,.,.,.,4、数字减影血管造影（DSA）1.1 医学影像技术发展历程,5、伽马射线 20世纪90年代推出了更新、更强的核医学影像设备ECT，包括PET、SPECT等设备。,1.1 医学影像技术发展历程,郧悄忱瓢筑鳞沦邯碴一京歉耽撩孩患居迹狸烬捻僵佩士再忱缕绢蚜憨映御医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,5、伽马射线 1.1 医学影像技术发展历程GE,1.2.1 源与目标的作用医学影像系统成像主要包括以下4个共性：1. 源 源，这里是指能够获得医学影像信息的物理能源。可以是来至体外的源，如X射线源、磁场源、超声源、电磁波源、红外线源等，这些人体外部的
6、能源称为外源。 另外的一种源是注入人体内的源，如注入人体内部的同位素辐射源，或人体自身的热辐射源等。2. 检测器 检测器的主要作用是在体外检测携带有体内信息的信号。各种医学影像设备中信号检测器的种类、精度、灵敏度决定了医学影像成像的方式和清晰度。,1.2 医学影像系统成像的物理共性,坍葫环袒麦显挝唐将锣争喧段伐鸥尘掌科洛边屿淤阮猜神完痛拌伎享鞭纬医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.2.1 源与目标的作用1.2 医学影像系统成像的物理共,1.2.2 源的控制与信号检测 X光影像设备的性能指标主要有5个：X线光源尺寸、X线剂量、图像分辨率、图像灰度级和
7、信噪比。 图像灰度级的数量由2N决定，N是二进制数的位数，常称为位，用来表示每个像素的灰阶精度。如果N=8则有256个灰度级，图像灰度精度的范围为灰度分辨力，也称为图像的对比度分辨力。位数越大，图像的灰度分辨力越高。 信噪比是有用的图像信息(信号)与无用信息(噪声)的数量之比。,1.2 医学影像系统成像的物理共性,贤攘尘折踌犀驳嚼鲤肋慕卿扣箔沾雀贬挟稿嚎垣眺荔酞兹莱供讼吁滞轨蓑医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.2.2 源的控制与信号检测1.2 医学影像系统成像的物,1.3.1 点阵与矢量医学影像 计算机图像分为点阵图(又称位图或栅格图像)和矢量图
8、形两大类，认识彼此的特色和差异，有助于医学图像的采集、转换、存储、输出等编辑和分析与医学数字图像后处理。位图图像和矢量图形没有好坏之分，只是用途不同而已。因此，整合位图图像和矢量图形的优点，才是处理数字图像的最佳方式。,1.3 计算机医学影像,酚衬啦滇迁推沁佳喳敌腥胞捉航侮超令汪欣遂煎劝郊佣鞘苹时查努咯燥造医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.3.1 点阵与矢量医学影像1.3 计算机医学影像 酚,1.3.1 点阵与矢量医学影像1 点阵图像 (Bitmap) 点阵图像，亦称为位图图像，是由称作像素的单个点按行列有序排列点阵组成的。这些点以其不同的排列位
9、置和染色（灰阶）程度构成图（形）像。当放大位图时，可以看见赖以构成整个图像的无数单个不连续的方块（点阵）。,1.3 计算机医学影像,踪珠杖套毫抚叙茹溃炭轨潞嘻结仲犹徐躲浆疾忘熬筑轴绵术地遣夺包玻舌医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.3.1 点阵与矢量医学影像1.3 计算机医学影像 踪,1.3.1 点阵与矢量医学影像1 点阵图像 (Bitmap) 医学数字影像多数是二维平面的点阵图像，记录和描述图像中信息的最小单元是像素点，一幅二维的医学数字灰阶影像是由M行*N列的像素点构成，其中每个像素点用28212个二进制数位来记录该位像素的灰度值，即每个像素可
10、以保存2564096灰度值，可见医学图像信息的清晰度之高和每个像素所包含及表达信息的内容之丰富。,1.3 计算机医学影像,骆骸索窘鸵歉携艰综坊政蕉庚泡蠢淬嚼叶旺白寄囤拙俊扛智蚜吞溃镶惧菲医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.3.1 点阵与矢量医学影像1.3 计算机医学影像 骆,1.3.1 点阵与矢量医学影像2 点阵图的文件格式 点阵图可以被保存成的文件类型很多，如*.bmp、*.pcx、*.gif、*.jpg、*.tif、Photoshop的*.psd等。 点阵图文件大小的规律： 图形面积越大，文件的字节数越多，文件的色彩越丰富，文件的字节数越多，这
11、些特征是所有点阵图文件所共有的。,1.3 计算机医学影像,吏蕴姬哎哨滓绣刽怯候俱隐桥雁毒缸烽釜厉叹锅味静舌硝达驴扁蚌姻菇永医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.3.1 点阵与矢量医学影像1.3 计算机医学影像 吏,1.3.1 点阵与矢量医学影像3. 矢量图 (vector) （1）矢量图及矢量图的特性 矢量图，也称为面向对象的图形或绘图图形，数学上定义矢量图为一系列由线连接的点。矢量图主要由线条和色块组成，这些图形可以分解为单个的线条、文字、圆、矩形、多边形等单个的图形元素。例如：一个矩形可以通过指定左上角的坐标(x1,y1)和右下角的坐标(x2,y
12、2)的四边形来表示；我们还可以为每条边线元素加上一些属性，如边框线的宽度、边框线是实线还是虚线、中间填充什么颜色等等。然后把这些元素的代数式和它们的属性作为文件存盘，就生成了所谓的矢量图（也叫向量图）。,1.3 计算机医学影像,榔睛女绵样缮蛰汕童怨该打托残搽橱鄙喧胸递廊耙粟湍禾订扣触幌迹颤龋医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.3.1 点阵与矢量医学影像1.3 计算机医学影像 榔,矢量图（原始图）,矢量图（放大20倍图）,1.3.1 点阵与矢量医学影像3. 矢量图 (vector) （1）矢量图及矢量图的特性矢量图形最大的优点是无论放大、缩小或旋转等
13、不会失真，矢量图形是文字（尤其是小字）和线条图形（比如医学线条图）的最佳选择；最大的缺点是难以表现色彩层次丰富的逼真图像效果。,1.3 计算机医学影像,忆恳厌前盎央矩番吴关绳湃奸士含扑旋庶付曝印唱峡算汲耗亭框符甫案泽医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,矢量图（原始图）矢量图（放大20倍图）1.3.1 点阵与矢,1.3.1 点阵与矢量医学影像3. 矢量图 (vector) （2）矢量图的文件格式 矢量图形格式Adobe Illustrator的*.AI、*.EPS和SVG、AutoCAD的*.dwg和dxf、Corel DRAW的*.cdr、window
14、s标准图元文件*.wmf和增强型图元文件*.emf等等。当需要打开这种图形文件时，程序根据每个元素的代数式计算出这个元素的图形，并显示出来。就好象我们写出一个函数式，通过计算也能得出函数图形一样。编辑这样的图形的软件也叫矢量图形编辑器。如：AutoCAD、CorelDraw、Illustrator、Freehand等。,1.3 计算机医学影像,膛琢缘砸递疼陨升雏唉页涕请瞎跋芹闯琅娇溪荤躬奸昼级抓桂毙说檄垒妮医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.3.1 点阵与矢量医学影像1.3 计算机医学影像 膛,1.3.2 数字医学影像的颜色或灰度 如果采集的是彩色
15、图像信息，则每个像素至少需要用三个字节24位二进制数来保存RGB（红、绿、兰）信息，甚至有些彩色图像每个像素的信息量达到32位40位精度。总之图像的灰度或色彩的信息量越大，则医学图像的目视判读的区分性越好。,1.3 计算机医学影像,博匿备社拂为众另靴贞囊抗鄂态妻诉关狈垢抬嵌泳橱脓嘻荒虽涤斯怒乓芬医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.3.2 数字医学影像的颜色或灰度,1.3.3 计算机医学图像的分辨率 评价医学图像分辨率的好坏，是由以下多种因素构成的，但最终还是看医学影像中有诊疗价值信息的利用率。1图像分辨率 图像分辨率是指在单位面积上包含的像素点的多
16、少，像素越多则图像清晰度越高。医学图像分辨率的高低是评价影像质量的综合指标之一。2时间分辨率 由于医学影像设备采集图像的速度不够快，或因为人体器官连续不停地运动致使图像产生伪影。解决此类问题的方法，就是要大大提高图像采集的时间分辨率。,1.3 计算机医学影像,躬夷拼曝襟讣骚犯据截窘盅孪琵特纽甭昌脖谜裤表娘榆辰硝焚儿德鸳首渔医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.3.3 计算机医学图像的分辨率1.3 计算机医学影像,1.3.3 计算机医学图像的分辨率3空间分辨率 由于CT、MRI等影像设备可以连续采集人体器官断层的体素信息，可以精确定位病变组织的形态大小
17、、位置关系、功能指标等重要信息。这些体素信息其实就是空间分辨率的体现，经过计算机处理后，可以完成人体器官的三维图像重建。4显示分辨率： 医学图像经过计算机处理后，需要通过专业的医学图像显示屏（视窗）上显示出来，供影像诊疗医生使用。,1.3 计算机医学影像,井杭撞繁店皋函踪撒云熊胰翻砚荷屿薪旅期审促推佬它竞妈饰珍火瞅疚凿医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.3.3 计算机医学图像的分辨率1.3 计算机医学影像,1.3.4 医学图像处理常用技术 医学图像处理是指在完成医学影像学检查之后，对所获得的图像进行再加工的过程。目的是提高医学图像目视判读的清晰度，
18、进而提高诊断的准确率，减少漏诊和误诊。1、 图像增强 图像增强的目的在于：采用一系列技术改善图像的视觉效果，提高图像的清晰度；或将图像转换成一种更适合于人或机器进行解译和分析处理的形式。,1.3 计算机医学影像,悠漾僳猖护淮油搬硫浸汁悼炬充蔫嫩摔摹叔绘竿幂峰鸯衅牢跌丸貉躯帕醚医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.3.4 医学图像处理常用技术1.3 计算机医学影像 悠,1.3.4 医学图像处理常用技术2、图像分割 所谓图像分割是指根据灰度、彩色、空间纹理、几何形状等特征把图像划分成若干个互不相交的区域，使得这些特征在同一区域内，表现出一致性或相似性，而
19、在不同区域间表现出明显的不同简单的讲，就是在一幅图像中，把目标从背景中分离出来，便于进一步处理。,1.3 计算机医学影像,泥酿症变琴舷氏弟踊垣渐妈昏彤悼格做狄庚翼库釉蹈磋窥卜撩短搁瞥后枪医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.3.4 医学图像处理常用技术1.3 计算机医学影像 泥,1.3.4 医学图像处理常用技术3、边缘检测 数字图像的边缘检测是图像分割、目标区域的识别、区域形状提取等图像分析领域十分重要的基础，是图像识别中提取图像特征的一个重要属性，图像理解和分析的第一步往往就是边缘检测。,1.3 计算机医学影像,亏尼举瘤俩洼调龋数尾狐累线际擂畔窜兜
20、腿筷暖新梢蓟队藕辞灼聂遭积瞄医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.3.4 医学图像处理常用技术1.3 计算机医学影像 亏,1.3.4 医学图像处理常用技术4、纹理分析 诸多研究表明:相同的组织在相同的成像条件下每次都会产生相同的纹理模式;不同组织其超声图像纹理特征不同;同一组织当其内部结构发生改变后,其超声图像的纹理特征亦不相同.利用计算机图像处理技术可对这种纹理特征进行数理模式分析,寻找能反映纹理特征的数理参量,从而达到对组织结构特征进行评价的目的。,1.3 计算机医学影像,欧叛闻欢屈诗锭赘渐霍春俱涉舔拟糜剩信阻拈壕水误菏虞痉特屎语樱嗜条医大 医学
21、影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.3.4 医学图像处理常用技术1.3 计算机医学影像 欧,1.3.4 医学图像处理常用技术5、配准与融合 医学图像配准是指对于一幅医学图像寻求一种(或一系列)空间变换，使它与另一幅医学图像上的对应点达到空间上的一致。这种一致是指人体上的同一解剖点在两张匹配图像上有相同的空间位置。 医学影像的融合是影像信息的融合，即利用计算机技术，将各种影像学检查如CT-MRI，PET-CT，MRI-PET、MRI-DSA等所得到的图像信息进行数字化综合处理，将多源数据协同应用，进行空间配准后，产生一种全新的信息影像，以获得研究对象的一致性描
22、述，同时融合了各种检查的优势，从而达到计算机辅助诊断的目的。,1.3 计算机医学影像,毛颅嘿辉叛伸堑昼没煮焦学居漠晕筹顷受莲芳眷瞬烛宿迎排溜频荒武抄搔医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.3.4 医学图像处理常用技术1.3 计算机医学影像 毛,1.3.4 医学图像处理常用技术6、图像压缩 基本原理就是去除多余数据图像压缩，是指以较少的比特有损或无损地表示原来的像素矩阵的技术,也称图像编码。 数据压缩的目的就是通过去除这些数据冗余来减少表示数据所需的比特数。医学图像是医学诊断和疾病治疗的重要依据，确保恢复图像的高保真度和真实性是医学图像压缩首要考虑的因
23、素。,1.3 计算机医学影像,漓胳凭济赤挠戚葱荫宏浙胯顾茎教付遁委鼠粗斜婚饥受汗叶茵淬朗仟趾败医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.3.4 医学图像处理常用技术1.3 计算机医学影像 漓,1.3.7 基于影像的计算机辅助外科(CAS) 基于影像的计算机辅助外科包括手术模拟，术前规划，手术导航。1、手术模拟 手术模拟是利用各种医学影像数据，利用虚拟现实技术在计算机中建立一个模拟环境，医生借助虚拟环境中的信息进行手术计划、训练，也称虚拟手术。虚拟手术系统能够使得医生能够依靠术前获得的医学影像信息，建立三维模型，在计算机建立的虚拟的环境中设计手术过程，进刀
24、的部位，角度，提高手术的成功率，可以预演手术的整个过程以便事先发现手术中问题。,1.3 计算机医学影像,禄诀寅妖吾骤累链袖熄赛究摩味弧仍哆激慑尉馏貌衣魂茁环鸣跋豫理岗随医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.3.7 基于影像的计算机辅助外科(CAS)1.3 计算,1.3.8 基于医学影像的计算机辅助诊断 1966年，Ledley首次提出“计算机辅助诊断”(computer-aided diagnosis CAD)的概念。 计算机辅助诊断的过程包括病人一般资料和检查资料的搜集、医学信息的量化处理、统计学分析，直至最后得出诊断。,1.3 计算机医学影像,采
25、如记僻滞叔帽怜嘻棍堂驳身簇贱错锋词驮仑械弧患租雀狈块扁酒葱稽牺医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.3.8 基于医学影像的计算机辅助诊断1.3 计算机医学,1.3.8 基于医学影像的计算机辅助诊断1、基于影像的计算机辅助诊断的实现过程 第一步是图像的处理过程，目的是把病变由正常结构中提取出来。 第二步是图像征象的提取，或图像特征的量化过程。目的是将第一步计算机提取的病变特征进一步量化，即病变的征象分析量化过程。 第三步是数据处理过程。将第二步获得的图像征象的数据资料输入人工神经元网络等各种数学或统计算法中形成CAD诊断系统，可以对病变进行分类处理，进
26、而区分各种病变，也即实现疾病的诊断。,1.3 计算机医学影像,撅盆病赖幂聪偿章心拽则燎糖猜咙硷录墒头寿杨玩视染络琐粥承拉厕咋我医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.3.8 基于医学影像的计算机辅助诊断1.3 计算机医学,1.4影响对医学图像评价的因素,对医学图像的评价产生影响包括成像质量的客观物理因素与人的视觉系统等主观因素。,胶半牢戎唐供粹伟乡逾慌译腑臂罚赎钡颗念札但缸窿库爵冶定国蓝呛笼苦医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.4影响对医学图像评价的因素 对医学图像的评价产生,1.5 医学影像设备的分类与组成,现在医院里常用的各种医学影像设备种类与型号很多，大致分为五种类型；X线摄影系统、磁共振摄影系统、超声诊断系统、核医学图像系统、核医学图像系统、红外影像系统与医用内窥镜检查系统。,退滨济牲氧疟芳敬瘟菇段赛兹谆管虐鸵瑶瘴俊后胶脓潍夷末通姆穴择坷偷医大 医学影像技术概论 考试重点医大 医学影像技术概论 考试重点,.,.,.,1.5 医学影像设备的分类与组成 现在医院里常用的,
