医学图像处理第1章医学图像处理绪论15 本章课件

超声波成像原理
超声波成像技术可以分为两大类，即基于回波扫描 的超声成像技术和基于多普勒效应的超声成像技术。
迅速的发展。
一、医学图像的发展
1.伦琴开创了人体图像的先河
1895.11.8，德国物理学家伦琴在调试阴极射线仪器的时候，发现了能使 胶片感光的未知射线—“X”射线。因此，获得了第一个诺贝尔物理学奖。
X线图像 （a）胸部X射线图像 （b）主动脉造影图像 （c）头部CT （d）电路板 （e）天鹅星座环
第一章 绪论
医学影像技术（医学图像）的发展 医学图像处理技术及其应用 本课程的主要内容
第一节 医学影像技术的发展
医生在对患者进行诊疗的过程中，首先是要取得足够的 患者状态的信息，如体温、血压、心电图、化验等。
从信息量的角度来看图像所包含的信息要比几个数据或 几条曲线含有的信息多得多。
“千字不如一画”，百闻不如一见。 随着科学技术的发展，各种医学图像应运而生，并得到
20世纪70年代初，X线计算机断层成像技术（Compted Tomography简称CT）的出现使医学得到了重大发展。CT 技术使图像站起来了（立体化），为医生提供了人体内部 精确的结构信息.
将人体水平方向上的剖面划分为许多小单元（像素），然后在 人体周围沿圆弧方向不断改变X光源及接收探测器的位置。 这样，每次X射线通路上都有不同的像素组合，探测器将记录响 应的强度值.采用一定的数学方法，从探测器强度值反推出各个 像素的密度，这就是反投影图像重建技术。如果从上到下逐层对 人体某一部位扫描，这些串起来的层片就构成了三维图像。
CT图像
3. PET技术与功能医学图像
正 电 子 发 射 断 层 扫 描 成 像 技 术 (Positron Emission Tomography，简称PET)是医学图像发展史中又一大重大 事件。与CT MRI等反映人体组织解剖信息不同，PET图像 能反映人体组织、器官的功能和代谢情况。即一般医学图像 反映的是人体的静止状态，PET图像反映其生病过程。
医学图像处理
Medical Image Processing
课程简介
医学图像处理是一门综合了数学、计算机科学、医学影像 学等多个学科的交叉科学。是利用数学的方法和计算机这 一现代化的信息处理工具，对由不同的医学影像设备产生 的图像按照实际需要进行处理和加工的技术。
医学图像处理的地位
现代医学（影像）设备一般都配有图像工作站，这些工作 站具有丰富的图像处理与分析功能，作为生物医学工程或 相关专业的学生应该了解图像处理的相关内容；
X线成像缺点
传统X线成像得到的是组织或器官的投影像，使厚度方面的 信息叠加在一起，造成某些细节因信息重叠而丢失。比如： 一个大小和密度相同的肿瘤或病灶，无论在体内前、中或 后部，它在x光片上表现的图像是一样的。也就是说，X 线图片不能反映组织或病灶的三维空间位置。
2. CT技术与三维医学图像
在医疗诊断中，要准确地确定病变体的空间位置、大小、几 何形状以及与周围生物组织之间的空间关系，仅凭医生在他 头脑中进行定位是十分困难的。
理解和掌握医学图像处理的相关内容，对于充分开发和利 用医学影像设备的功能为临床服务至关重要；
理解和掌握医学图像处理的相关内容，也可以为开发出高 性能的图像处理软件奠定基础;
医学图像处理是生物医学工程专业的核心课程。
教学目的
（1）通过课程的学习，使学生掌握医学图像处理的基本概念、 基本原理，并在此基础上掌握医学图像处理的整体结构 框架。
X线成像原理
X线成像基于X线透过人体时，各种脏器与组织对X线的吸收 程度不同，因而在接收端将得到不同的射线强度，射线强 度的变化，记录在底片上就变成灰度的变化。
经过百年的发展，应用X 线机可观察人体内部的骨骼、肺结核病变 等，通过造影技术，可以观察心脏、血管及消化道等管状器官。X 线机是临床医院必备的医疗设备。随着相关科技的发展，X线投影 成像技术，一直在不断地改进和发展。由最初单一的X线摄影发展 到X线透视、X线数字减影造影X线介入治疗等多种诊断治疗方式。 在X线介入治疗基础上形成的介入放射学开创了诊断技术应用于临 床治疗的先河。除此之外，X线成像方式也发生了根本的变化，由 开始的模拟成像逐步向数字成像方式发展，如CR、DR数字胃肠机 等。
PET在研究人体生理、病理、肿瘤成因、代谢机制、Hale Waihona Puke Baidu物动 力学及脑科学方面都有十分重要的价值。
原理： 放射性同位素注入人体，释放的正电子与体内存在的电子 发生湮灭时发射伽马射线，经检测器阵列接收，根据接收 强度成像。
它反映活体靶组织在 某一时刻的血流灌注、 糖／氨基酸／核酸／ 氧代谢或受体的分布 及其活性状况，可同 时给出相应的活性生 理功能参数
（2）通过医学图像处理的学习，使学生掌握医学图像处理 的基本方法，逐渐形成观察、思考、分析和解决有关理 论和实践问题的能力。
学时安排及考试方式
48学时：30理论，18实验 • 平时成绩（20%）：根据实验、考勤等情况而定。 • 期末考试（80%）：闭卷笔试，以教师讲授的内容为主 要考试内容范围。
教材及参考书
CT技术与三维医学图像
南非开普敦大学Cormack因其CT重建数学基础， 英国科学家Hounsfield因其实现x线在CT中的应用
获得1979年诺贝尔医学奖。
CT优点：
能获得真正的断层图像，具有非常高的密度分辨率，可准 确测量各组织的X线吸收衰减值，并通过各种计算机进行 定量分析。
随着计算机技术的不断发展和断层扫描技术的不断改进， CT技术的发展日新月异，从早期的旋转/平移扫描方式到 今天的多层螺旋扫描CT、双源CT的出现，诊断效果越来 越好，临床应用也日趋普遍。
PET
超声成像
超声可以探查出非常细微的病变组织，是在第二次世界大战期间 发展起来的雷达和声纳技术的基础上，应用超声脉冲反射定位原 理发展而来的，是继X线成像之后发展最迅速、应用普及最快的 一种成像方法。可以无损伤的观察到人体内部的结构和器官的动 态变化。由于超声成像安全可靠，费用低廉，所以在临床诊断 和介入治疗中得到了迅速发展。