《醫(yī)大醫(yī)學(xué)影像技巧概論測驗重點講義》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《醫(yī)大醫(yī)學(xué)影像技巧概論測驗重點講義（30頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、CMUCC,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,*,CMUCC,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,CMUCC,返回本章,1.1節(jié),1.2節(jié),1.3節(jié),1.4節(jié),要點,總結(jié),1.5節(jié),CMUCC,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,*,CMUCC,第1章 醫(yī)學(xué)影像技術(shù)概論,章目錄：,醫(yī)學(xué)影像技術(shù)發(fā)展歷程,1,2,計算機醫(yī)學(xué),影像,3,影響對醫(yī)學(xué)圖像評價的因素,4,醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的分類與組成,5,CMUCC,醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)成像的物理共性,1.1 醫(yī)學(xué)影像

2、技術(shù)發(fā)展歷程,1、CT機,CT機的分代:,主要以其線管和探測器的關(guān)系、探測器的數(shù)目、排列方式以及線管與探測器的運動方式來劃分。,第1代CT：掃描方式為平移+旋轉(zhuǎn)方式。,第2代CT：掃描方式為平移旋轉(zhuǎn)方式。,第3代CT：掃描方式為旋轉(zhuǎn)+旋轉(zhuǎn)掃描方式。,第4代CT：掃描方式為靜止旋轉(zhuǎn)掃描方式。,第5代CT：掃描方式為靜止+靜止電子束掃描方式。,2、超聲,超聲技術(shù)因為聲波的無損傷性好、對軟組織的分辨率較高，用于醫(yī)學(xué)診斷使患者在接受檢查時，可以不受到X線的照射損傷，很快被廣泛的普及應(yīng)用到人體的各大組織器官的檢查中，尤其是腹部超聲檢查更是多用。,超聲檢查(二尖瓣粘連),彩色超聲檢查(胎兒發(fā)育),1.1

3、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)發(fā)展歷程,3、磁共振,核磁共振成像也稱磁共振成像（MRI），是利用核磁共振原理，通過外加梯度磁場檢測所發(fā)射出的電磁波，據(jù)此可以繪制成物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖像。,超高場MRI系統(tǒng)發(fā)展十分迅速。3T系統(tǒng)用于臨床。4T系統(tǒng)已得到無明顯危險的許可。在7T系統(tǒng)上，己對幾百例健康志愿者完成無事故和無明顯安全危險紀(jì)錄的測試。在9.4T系統(tǒng)上，對成年兔及其后代未觀察到不良的生物效應(yīng)。,1.1 醫(yī)學(xué)影像技術(shù)發(fā)展歷程,4、數(shù)字減影血管造影（DSA）,血管造影檢查是對注入血管造影劑前后的圖像進(jìn)行相減，得到無骨骼、內(nèi)臟、軟組織背景的清晰的血管影象，而血管的形態(tài)，結(jié)構(gòu)反映了多種疾病的基本信息。,1.1 醫(yī)學(xué)影像技

4、術(shù)發(fā)展歷程,5、伽馬射線,20世紀(jì)90年代推出了更新、更強的核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備ECT，包括PET、SPECT等設(shè)備。,1.1 醫(yī)學(xué)影像技術(shù)發(fā)展歷程,GE 全數(shù)字PET-CT,GE 生產(chǎn)的 SPECT,PET 圖像,1.2.1 源與目標(biāo)的作用,醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)成像主要包括以下4個共性：,1.源,源，這里是指能夠獲得醫(yī)學(xué)影像信息的物理能源?？梢允莵碇馏w外的源，如X射線源、磁場源、超聲源、電磁波源、紅外線源等，這些人體外部的能源稱為外源。,另外的一種源是注入人體內(nèi)的源，如注入人體內(nèi)部的同位素輻射源，或人體自身的熱輻射源等。,2.檢測器,檢測器的主要作用是在體外檢測攜帶有體內(nèi)信息的信號。各種醫(yī)學(xué)影像設(shè)備中信號

5、檢測器的種類、精度、靈敏度決定了醫(yī)學(xué)影像成像的方式和清晰度。,1.2 醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)成像的物理共性,1.2.2 源的控制與信號檢測,X光影像設(shè)備的性能指標(biāo)主要有5個：X線光源尺寸、X線劑量、圖像分辨率、圖像灰度級和信噪比。,圖像灰度級的數(shù)量由2N決定，N是二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)，常稱為位，用來表示每個像素的灰階精度。如果N=8則有256個灰度級，圖像灰度精度的范圍為灰度分辨力，也稱為圖像的對比度分辨力。位數(shù)越大，圖像的灰度分辨力越高。,信噪比是有用的圖像信息(信號)與無用信息(噪聲)的數(shù)量之比。,1.2 醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)成像的物理共性,1.3.1 點陣與矢量醫(yī)學(xué)影像,計算機圖像分為點陣圖(又稱位圖或柵格圖像

6、)和矢量圖形兩大類，認(rèn)識彼此的特色和差異，有助于醫(yī)學(xué)圖像的采集、轉(zhuǎn)換、存儲、輸出等編輯和分析與醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像后處理。位圖圖像和矢量圖形沒有好壞之分，只是用途不同而已。因此，整合位圖圖像和矢量圖形的優(yōu)點，才是處理數(shù)字圖像的最佳方式。,1.3 計算機醫(yī)學(xué)影像,1.3.1 點陣與矢量醫(yī)學(xué)影像,1 點陣圖像(Bitmap),點陣圖像，亦稱為位圖圖像，是由稱作像素的單個點按行列有序排列點陣組成的。這些點以其不同的排列位置和染色（灰階）程度構(gòu)成圖（形）像。當(dāng)放大位圖時，可以看見賴以構(gòu)成整個圖像的無數(shù)單個不連續(xù)的方塊（點陣）。,1.3 計算機醫(yī)學(xué)影像,1.3.1 點陣與矢量醫(yī)學(xué)影像,1 點陣圖像(Bitmap

7、),醫(yī)學(xué)數(shù)字影像多數(shù)是二維平面的點陣圖像，記錄和描述圖像中信息的最小單元是像素點，一幅二維的醫(yī)學(xué)數(shù)字灰階影像是由M行*N列的像素點構(gòu)成，其中每個像素點用28212個二進(jìn)制數(shù)位來記錄該位像素的灰度值，即每個像素可以保存2564096灰度值，可見醫(yī)學(xué)圖像信息的清晰度之高和每個像素所包含及表達(dá)信息的內(nèi)容之豐富。,1.3 計算機醫(yī)學(xué)影像,1.3.1 點陣與矢量醫(yī)學(xué)影像,2 點陣圖的文件格式,點陣圖可以被保存成的文件類型很多，如*.bmp、*.pcx、*.gif、*.jpg、*.tif、Photoshop的*.psd等。,點陣圖文件大小的規(guī)律：圖形面積越大，文件的字節(jié)數(shù)越多，文件的色彩越豐富，文件的字節(jié)

8、數(shù)越多，這些特征是所有點陣圖文件所共有的。,1.3 計算機醫(yī)學(xué)影像,1.3.1 點陣與矢量醫(yī)學(xué)影像,3.矢量圖(vector),（1）矢量圖及矢量圖的特性,矢量圖，也稱為面向?qū)ο蟮膱D形或繪圖圖形，數(shù)學(xué)上定義矢量圖為一系列由線連接的點。矢量圖主要由線條和色塊組成，這些圖形可以分解為單個的線條、文字、圓、矩形、多邊形等單個的圖形元素。例如：一個矩形可以通過指定左上角的坐標(biāo)(x1,y1)和右下角的坐標(biāo)(x2,y2)的四邊形來表示；我們還可以為每條邊線元素加上一些屬性，如邊框線的寬度、邊框線是實線還是虛線、中間填充什么顏色等等。然后把這些元素的代數(shù)式和它們的屬性作為文件存盤，就生成了所謂的矢量圖（也叫

9、向量圖）。,1.3 計算機醫(yī)學(xué)影像,矢量圖（原始圖）,矢量圖（放大20倍圖）,1.3.1 點陣與矢量醫(yī)學(xué)影像,3.矢量圖(vector),（1）矢量圖及矢量圖的特性,矢量圖形最大的優(yōu)點是無論放大、縮小或旋轉(zhuǎn)等不會失真，矢量圖形是文字（尤其是小字）和線條圖形（比如醫(yī)學(xué)線條圖）的最佳選擇；最大的缺點是難以表現(xiàn)色彩層次豐富的逼真圖像效果。,1.3 計算機醫(yī)學(xué)影像,1.3.1 點陣與矢量醫(yī)學(xué)影像,3.矢量圖(vector),（2）矢量圖的文件格式,矢量圖形格式Adobe Illustrator的*.AI、*.EPS和SVG、AutoCAD的*.dwg和dxf、Corel DRAW的*.cdr、wind

10、ows標(biāo)準(zhǔn)圖元文件*.wmf和增強型圖元文件*.emf等等。當(dāng)需要打開這種圖形文件時，程序根據(jù)每個元素的代數(shù)式計算出這個元素的圖形，并顯示出來。就好象我們寫出一個函數(shù)式，通過計算也能得出函數(shù)圖形一樣。編輯這樣的圖形的軟件也叫矢量圖形編輯器。如：AutoCAD、CorelDraw、Illustrator、Freehand等。,1.3 計算機醫(yī)學(xué)影像,1.3.2 數(shù)字醫(yī)學(xué)影像的顏色或灰度,如果采集的是彩色圖像信息，則每個像素至少需要用三個字節(jié)24位二進(jìn)制數(shù)來保存RGB（紅、綠、蘭）信息，甚至有些彩色圖像每個像素的信息量達(dá)到32位40位精度。總之圖像的灰度或色彩的信息量越大，則醫(yī)學(xué)圖像的目視判讀的區(qū)

11、分性越好。,1.3 計算機醫(yī)學(xué)影像,1.3.3 計算機醫(yī)學(xué)圖像的分辨率,評價醫(yī)學(xué)圖像分辨率的好壞，是由以下多種因素構(gòu)成的，但最終還是看醫(yī)學(xué)影像中有診療價值信息的利用率。,1圖像分辨率,圖像分辨率是指在單位面積上包含的像素點的多少，像素越多則圖像清晰度越高。醫(yī)學(xué)圖像分辨率的高低是評價影像質(zhì)量的綜合指標(biāo)之一。,2時間分辨率,由于醫(yī)學(xué)影像設(shè)備采集圖像的速度不夠快，或因為人體器官連續(xù)不停地運動致使圖像產(chǎn)生偽影。解決此類問題的方法，就是要大大提高圖像采集的時間分辨率。,1.3 計算機醫(yī)學(xué)影像,1.3.3 計算機醫(yī)學(xué)圖像的分辨率,3空間分辨率,由于CT、MRI等影像設(shè)備可以連續(xù)采集人體器官斷層的體素信息，

12、可以精確定位病變組織的形態(tài)大小、位置關(guān)系、功能指標(biāo)等重要信息。這些體素信息其實就是空間分辨率的體現(xiàn)，經(jīng)過計算機處理后，可以完成人體器官的三維圖像重建。,4顯示分辨率：,醫(yī)學(xué)圖像經(jīng)過計算機處理后，需要通過專業(yè)的醫(yī)學(xué)圖像顯示屏（視窗）上顯示出來，供影像診療醫(yī)生使用。,1.3 計算機醫(yī)學(xué)影像,1.3.4 醫(yī)學(xué)圖像處理常用技術(shù),醫(yī)學(xué)圖像處理是指在完成醫(yī)學(xué)影像學(xué)檢查之后，對所獲得的圖像進(jìn)行再加工的過程。目的是提高醫(yī)學(xué)圖像目視判讀的清晰度，進(jìn)而提高診斷的準(zhǔn)確率，減少漏診和誤診。,1、圖像增強,圖像增強的目的在于：采用一系列技術(shù)改善圖像的視覺效果，提高圖像的清晰度；或?qū)D像轉(zhuǎn)換成一種更適合于人或機器進(jìn)行解譯

13、和分析處理的形式。,1.3 計算機醫(yī)學(xué)影像,1.3.4 醫(yī)學(xué)圖像處理常用技術(shù),2、圖像分割,所謂圖像分割是指根據(jù)灰度、彩色、空間紋理、幾何形狀等特征把圖像劃分成若干個互不相交的區(qū)域，使得這些特征在同一區(qū)域內(nèi)，表現(xiàn)出一致性或相似性，而在不同區(qū)域間表現(xiàn)出明顯的不同簡單的講，就是在一幅圖像中，把目標(biāo)從背景中分離出來，便于進(jìn)一步處理。,1.3 計算機醫(yī)學(xué)影像,1.3.4 醫(yī)學(xué)圖像處理常用技術(shù),3、邊緣檢測,數(shù)字圖像的邊緣檢測是圖像分割、目標(biāo)區(qū)域的識別、區(qū)域形狀提取等圖像分析領(lǐng)域十分重要的基礎(chǔ)，是圖像識別中提取圖像特征的一個重要屬性，圖像理解和分析的第一步往往就是邊緣檢測。,1.3 計算機醫(yī)學(xué)影像,1.

14、3.4 醫(yī)學(xué)圖像處理常用技術(shù),4、紋理分析,諸多研究表明:相同的組織在相同的成像條件下每次都會產(chǎn)生相同的紋理模式;不同組織其超聲圖像紋理特征不同;同一組織當(dāng)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變后,其超聲圖像的紋理特征亦不相同.利用計算機圖像處理技術(shù)可對這種紋理特征進(jìn)行數(shù)理模式分析,尋找能反映紋理特征的數(shù)理參量,從而達(dá)到對組織結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行評價的目的。,1.3 計算機醫(yī)學(xué)影像,1.3.4 醫(yī)學(xué)圖像處理常用技術(shù),5、配準(zhǔn)與融合,醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)是指對于一幅醫(yī)學(xué)圖像尋求一種(或一系列)空間變換，使它與另一幅醫(yī)學(xué)圖像上的對應(yīng)點達(dá)到空間上的一致。這種一致是指人體上的同一解剖點在兩張匹配圖像上有相同的空間位置。,醫(yī)學(xué)影像的融合是

15、影像信息的融合，即利用計算機技術(shù)，將各種影像學(xué)檢查如CT-MRI，PET-CT，MRI-PET、MRI-DSA等所得到的圖像信息進(jìn)行數(shù)字化綜合處理，將多源數(shù)據(jù)協(xié)同應(yīng)用，進(jìn)行空間配準(zhǔn)后，產(chǎn)生一種全新的信息影像，以獲得研究對象的一致性描述，同時融合了各種檢查的優(yōu)勢，從而達(dá)到計算機輔助診斷的目的。,1.3 計算機醫(yī)學(xué)影像,1.3.4 醫(yī)學(xué)圖像處理常用技術(shù),6、圖像壓縮,基本原理就是去除多余數(shù)據(jù)圖像壓縮，是指以較少的比特有損或無損地表示原來的像素矩陣的技術(shù),也稱圖像編碼。數(shù)據(jù)壓縮的目的就是通過去除這些數(shù)據(jù)冗余來減少表示數(shù)據(jù)所需的比特數(shù)。醫(yī)學(xué)圖像是醫(yī)學(xué)診斷和疾病治療的重要依據(jù)，確?；謴?fù)圖像的高保真度和真

16、實性是醫(yī)學(xué)圖像壓縮首要考慮的因素。,1.3 計算機醫(yī)學(xué)影像,1.3.7 基于影像的計算機輔助外科(CAS),基于影像的計算機輔助外科包括手術(shù)模擬，術(shù)前規(guī)劃，手術(shù)導(dǎo)航。,1、手術(shù)模擬,手術(shù)模擬是利用各種醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機中建立一個模擬環(huán)境，醫(yī)生借助虛擬環(huán)境中的信息進(jìn)行手術(shù)計劃、訓(xùn)練，也稱虛擬手術(shù)。虛擬手術(shù)系統(tǒng)能夠使得醫(yī)生能夠依靠術(shù)前獲得的醫(yī)學(xué)影像信息，建立三維模型，在計算機建立的虛擬的環(huán)境中設(shè)計手術(shù)過程，進(jìn)刀的部位，角度，提高手術(shù)的成功率，可以預(yù)演手術(shù)的整個過程以便事先發(fā)現(xiàn)手術(shù)中問題。,1.3 計算機醫(yī)學(xué)影像,1.3.8 基于醫(yī)學(xué)影像的計算機輔助診斷,1966年，Ledley首次提出“計算機輔助診斷”(computer-aided diagnosis CAD)的概念。,計算機輔助診斷的過程包括病人一般資料和檢查資料的搜集、醫(yī)學(xué)信息的量化處理、統(tǒng)計學(xué)分析，直至最后得出診斷。,1.3 計算機醫(yī)學(xué)影像,1.3.8 基于醫(yī)學(xué)影像的計算機輔助診斷,1、基于影像的計算機輔助診斷的實現(xiàn)過程,第一步是圖像的處理過程，目的是把病變由正常結(jié)構(gòu)中提取出來。,第二步是圖像征象的提取，或圖像特