医学影像处理概述与发展历史
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22
CT检查及其图像
23
Байду номын сангаас X线CT 小结
Summary of X-Ray CT
• CT 能显示很小的密度差,例如:脑的灰质、白 质. CT 能发现和诊断X光片不能看到的疾病.
• 比X光拍片贵得多,空间分别率低. • 电离辐射. • 横断面图像辨别有些困难
24
磁共振功能成像
Functional Magnetic Resonance Imaging
• No ionizing radiation – expected to not have any long-term or short-term harmful effects
• Many contrast mechanisms: contrast between tissues is determined by pulse sequences
医学影像处理概述与发展历史
• 医学影像实例 （分类） • 各种医学影像成像原理简介 • 各种医学影像的主要用途
1
医学影像实例
Examples of Medical Images
2
问 题 Questions
• 图像显示的是什么? • 什么是好图像? • 如何成像?
• What does the image show? • What good is it? • How is it made?
Plane 3
Plane 6
25
显示的是什么？
What Is It?
• 16层脑部横断面实验图象中的两层. • 是解剖的扫描图像 (灰色) 和功能扫描(彩
色的)的合成图像。 • Plane 3 显示视觉皮层功能活动区(底部) • Plane 6显示语言功能活动区(图像右边).
26
有什么用处?
• 这种成像是脑功能研究的一部分. • 脑功能成像最先应用于脑外科手术,用来确定运
procedures. • Ionizing radiation: risk of cancer.
13
CT (Computed Tomography)
计算机断层摄影术
肝脏和胃的横断平面 CT 图像
CT 扫描投射成像
14
15
16
CT 如何工作
Computer Tomography:How It Works
3
手的 X光图像
4
X-ray Image of Hand
5
SARS的胸片表现
What is it?
6
X光成像: 如何工作
X-ray Imaging: How it works.
一个物体的X光投影 图像
投影的强弱取决于物体成分和厚度。
7
8
9
10
11
12
小结: X光成像
Summary: X-ray Imaging
17
Fan-Beam Computer Tomography
18
扫描、数据采集
19
体模 Phantom (128x128)
Sinogram t
f
f
20
P(t)
反投影重建图像 Reconstruction from projections
From 8 to 256 projections
21
反投影成像
32
磁共振成像的信号检测 Detected Signal in MRI
线圈 Coils
33
34
MRI
35
磁共振成像的特点
Features of MRI
• 没有电离辐射–期望没有任何的远期或近期的有 害效应
• 多对比机制: 组织之间的对比决定于脉冲序列 • 也能产生投影图像。 • 与X光成像相比成像速度慢,价格贵.
• 没有电离辐射 (安全) • 任意断面成像 • 多种成像方式 (T1，T2,水，流体,神经的活动) • 成像速度慢 • 价格贵
• No ionizing radiation (safe) • Tomography at arbitrary angle • Many imaging modes (water, T1, T2, flow, neural activity) • Slow • Expensive
• Can produce sectional as well as projection images. • Slower and more expensive than X-ray
36
37
解剖结构比较 Anatomy Comparison
CT
T1 MRI
T2 MRI
38
39
MR 小结 Magnetic Resonance Summary
For hydrogen, the Larmour frequency is 42.6 MHz per Tesla.
31
磁共振成像信号来源
MRI Signal Source
加入另一个磁场 (射频脉冲)
• 靜止磁场的自旋运动无法在外測出來 • 必須加一磁场使之运动改变 • 此一磁场必須能控制其开关的时间 • 射频 (无线电电波) • 为自旋运动 的橫向磁场
动区、语言区结构,将癫痫病灶切除.
27
磁共振成像信号来源
MRI Signal Source
原子核的自旋和磁矩
磁矩
• H 只含有一个质子
• 质子帶有电荷 ,并且不断旋转
• 电流 I 与环形电流形成的面积 S的乘积，称为环形电流的磁 矩，用μ 表示：
μ =I·S
28
磁共振成像信号来源
MRI Signal Source
• 最老的非侵入性的内在结构成像; • 迅速的, 短曝光时间,廉价的; • 不能辨别头、腹部的软组织; • 实时的 X光成像能用于介入性的手术; • 电离辐射:长期大量接触有致癌的危险。
• Oldest non-invasive imaging of internal structures • Rapid, short exposure time, inexpensive • Unable to distinguish between soft tissues in head, abdomen • Real time X-ray imaging is possible and used during interventional
人体磁场的状况 • 氢原子核不规则排列 • 质子的磁力互相抵消，不显示磁性
– 保持体內磁场平衡
29
磁共振成像信号来源
MRI Signal Source
外加磁场的影响
• 氢原子核整齐排列
– 人体产生磁场
30
磁共振成像信号来源
MRI Signal Source 拉莫 ( Larmor ) 频率：ω=γ·B0
CT检查及其图像
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Байду номын сангаас X线CT 小结
Summary of X-Ray CT
• CT 能显示很小的密度差,例如:脑的灰质、白 质. CT 能发现和诊断X光片不能看到的疾病.
• 比X光拍片贵得多,空间分别率低. • 电离辐射. • 横断面图像辨别有些困难
24
磁共振功能成像
Functional Magnetic Resonance Imaging
• No ionizing radiation – expected to not have any long-term or short-term harmful effects
• Many contrast mechanisms: contrast between tissues is determined by pulse sequences
医学影像处理概述与发展历史
• 医学影像实例 （分类） • 各种医学影像成像原理简介 • 各种医学影像的主要用途
1
医学影像实例
Examples of Medical Images
2
问 题 Questions
• 图像显示的是什么? • 什么是好图像? • 如何成像?
• What does the image show? • What good is it? • How is it made?
Plane 3
Plane 6
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显示的是什么？
What Is It?
• 16层脑部横断面实验图象中的两层. • 是解剖的扫描图像 (灰色) 和功能扫描(彩
色的)的合成图像。 • Plane 3 显示视觉皮层功能活动区(底部) • Plane 6显示语言功能活动区(图像右边).
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有什么用处?
• 这种成像是脑功能研究的一部分. • 脑功能成像最先应用于脑外科手术,用来确定运
procedures. • Ionizing radiation: risk of cancer.
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CT (Computed Tomography)
计算机断层摄影术
肝脏和胃的横断平面 CT 图像
CT 扫描投射成像
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CT 如何工作
Computer Tomography:How It Works
3
手的 X光图像
4
X-ray Image of Hand
5
SARS的胸片表现
What is it?
6
X光成像: 如何工作
X-ray Imaging: How it works.
一个物体的X光投影 图像
投影的强弱取决于物体成分和厚度。
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小结: X光成像
Summary: X-ray Imaging
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Fan-Beam Computer Tomography
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扫描、数据采集
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体模 Phantom (128x128)
Sinogram t
f
f
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P(t)
反投影重建图像 Reconstruction from projections
From 8 to 256 projections
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反投影成像
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磁共振成像的信号检测 Detected Signal in MRI
线圈 Coils
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34
MRI
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磁共振成像的特点
Features of MRI
• 没有电离辐射–期望没有任何的远期或近期的有 害效应
• 多对比机制: 组织之间的对比决定于脉冲序列 • 也能产生投影图像。 • 与X光成像相比成像速度慢,价格贵.
• 没有电离辐射 (安全) • 任意断面成像 • 多种成像方式 (T1，T2,水，流体,神经的活动) • 成像速度慢 • 价格贵
• No ionizing radiation (safe) • Tomography at arbitrary angle • Many imaging modes (water, T1, T2, flow, neural activity) • Slow • Expensive
• Can produce sectional as well as projection images. • Slower and more expensive than X-ray
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解剖结构比较 Anatomy Comparison
CT
T1 MRI
T2 MRI
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MR 小结 Magnetic Resonance Summary
For hydrogen, the Larmour frequency is 42.6 MHz per Tesla.
31
磁共振成像信号来源
MRI Signal Source
加入另一个磁场 (射频脉冲)
• 靜止磁场的自旋运动无法在外測出來 • 必須加一磁场使之运动改变 • 此一磁场必須能控制其开关的时间 • 射频 (无线电电波) • 为自旋运动 的橫向磁场
动区、语言区结构,将癫痫病灶切除.
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磁共振成像信号来源
MRI Signal Source
原子核的自旋和磁矩
磁矩
• H 只含有一个质子
• 质子帶有电荷 ,并且不断旋转
• 电流 I 与环形电流形成的面积 S的乘积，称为环形电流的磁 矩，用μ 表示：
μ =I·S
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磁共振成像信号来源
MRI Signal Source
• 最老的非侵入性的内在结构成像; • 迅速的, 短曝光时间,廉价的; • 不能辨别头、腹部的软组织; • 实时的 X光成像能用于介入性的手术; • 电离辐射:长期大量接触有致癌的危险。
• Oldest non-invasive imaging of internal structures • Rapid, short exposure time, inexpensive • Unable to distinguish between soft tissues in head, abdomen • Real time X-ray imaging is possible and used during interventional
人体磁场的状况 • 氢原子核不规则排列 • 质子的磁力互相抵消，不显示磁性
– 保持体內磁场平衡
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磁共振成像信号来源
MRI Signal Source
外加磁场的影响
• 氢原子核整齐排列
– 人体产生磁场
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磁共振成像信号来源
MRI Signal Source 拉莫 ( Larmor ) 频率：ω=γ·B0