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1、China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5第第1 1章章 医学影像技术概论医学影像技术概论 1.1医学影像技术发展历程医学影像技术发展历程1.2医学影像系统成像的物理共性医学影像系统成像的物理共性1.3计算机医学影像计算机医学影像1.4影响对医学图像评价的因素影响对医学图像评价的因素1.5医学影像设备的分类与组成医学影像设备的分类与组
2、成China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5现代医学影像技术的应用与发展，印证了现代医学影像技术的应用与发展，印证了100100多年来医学、生物、物理、电多年来医学、生物、物理、电子工程、计算机和网络通信技术的诞生与沿革。子工程、计算机和网络通信技术的诞生与沿革。数字医学影像新技术、新设备对医学影像诊断和数字影像治疗带来许多根数字医学
3、影像新技术、新设备对医学影像诊断和数字影像治疗带来许多根本的改变。本的改变。医院里有哪些医学影像设备和是否开展数字影像介入治疗，在很大程度上医院里有哪些医学影像设备和是否开展数字影像介入治疗，在很大程度上代表了这家医院的现代化检查治疗的条件与诊治水平。代表了这家医院的现代化检查治疗的条件与诊治水平。目前现代医学技术的提升和现代影像技术的发展目前现代医学技术的提升和现代影像技术的发展相互融合、相互推动、相相互融合、相互推动、相互依存互依存的趋势已经成为共识。的趋势已经成为共识。新的现代医学影像技术和设备的研制也已经成为新的现代医学影像技术和设备的研制也已经成为2121世纪现代医学技术和生世纪现代
4、医学技术和生命科学发展的经济技术增长点。命科学发展的经济技术增长点。China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.1医学影像技术发展历程医学影像技术发展历程从从1895年德国物理学家伦琴发现年德国物理学家伦琴发现X光并由此拍出世界上第光并由此拍出世界上第一张伦琴夫人手部的一张伦琴夫人手部的X线透视照片以来，医学影像技术从线透视照片以来
5、，医学影像技术从无到有、从不完善到功能齐全、分类精细，经历了一个无到有、从不完善到功能齐全、分类精细，经历了一个0多年的发展过程。多年的发展过程。教学目标：教学目标：了解了解X射线、射线、CT、超声、超声、MRI、DSA、CR、DR、核医、核医学（学（ECT、PET、SPECT）等医学影像技术的发展历程）等医学影像技术的发展历程China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1
6、.1 1.2 1.3 1.4 1.51 1、18951895年年1111月月8 8日，德国物理学家伦琴在做真空管、高压、放电实验时，日，德国物理学家伦琴在做真空管、高压、放电实验时，发现了发现了X X射线或称射线或称X X线，并用于临床的骨折和体内异物的诊断。线，并用于临床的骨折和体内异物的诊断。1896 1896年，德国西门子公司研制出世界上第一支年，德国西门子公司研制出世界上第一支X X线球管。线球管。20 20世纪世纪10-2010-20年代，出现了常规年代，出现了常规X X线机。线机。20 20世纪世纪6060年代中、末期形成了较完整的放射诊断或放射学年代中、末期形成了较完整的放射诊断
7、或放射学（radiologyradiology）学科体系。）学科体系。第一张第一张X线照片线照片伦琴伦琴国产直接数字化国产直接数字化X摄影系统摄影系统China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.52 2 2 2、1971 1971 1971 1971年，世界上第一台用于颅脑的年，世界上第一台用于颅脑的年，世界上第一台用于颅脑的年，世界上第
8、一台用于颅脑的CTCTCTCT扫描机（计算机人扫描机（计算机人扫描机（计算机人扫描机（计算机人体断层摄影术）由柯马克体断层摄影术）由柯马克体断层摄影术）由柯马克体断层摄影术）由柯马克()()()()和郝恩斯费尔和郝恩斯费尔和郝恩斯费尔和郝恩斯费尔()()()()首次研制成功。首次研制成功。首次研制成功。首次研制成功。1979197919791979年因此项技术的发明，柯马克、郝恩斯费尔获得了生理年因此项技术的发明，柯马克、郝恩斯费尔获得了生理年因此项技术的发明，柯马克、郝恩斯费尔获得了生理年因此项技术的发明，柯马克、郝恩斯费尔获得了生理与医学诺贝尔奖。与医学诺贝尔奖。与医学诺贝尔奖。与医学诺贝
9、尔奖。世界上第一台世界上第一台4层层CT扫描机扫描机豪恩斯费尔德豪恩斯费尔德China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n CT机的分代主要以其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方式以及线管与探测器的运动方式来划分。到今天为止。到今天为止CT经
10、历了经历了5代代发展，现在第发展，现在第6代代CT正在研发中。正在研发中。n第第1代代CT机只有一个探测器，扫描角度为机只有一个探测器，扫描角度为1，扫描时间，扫描时间270s/层。仅用层。仅用头部的扫描头部的扫描,图像质量差图像质量差,以平移加旋转的扫描运动方式进行以平移加旋转的扫描运动方式进行,称为称为平平移移/旋转型旋转型。China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程
11、1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n第第2代代CT机探测器的数目增加机探测器的数目增加520个左右，个左右，X线束呈扇型，线束呈扇型，扫描角度增加为扫描角度增加为360,扫描时间仍较长扫描时间仍较长,一般在一般在20s1min/层，扫描方式为层，扫描方式为窄扇形束窄扇形束扫扫描平移描平移-旋旋转转方式方式。China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.
12、3 1.4 1.5n第第3代代CT探测器数目一般多超过探测器数目一般多超过100个，有的接近个，有的接近1000个，个，X线线扇形束扩大到扇形束扩大到4050，足以覆盖人体的横径，足以覆盖人体的横径,这样扫描就不需这样扫描就不需要再平移，而只需要旋转就可以了要再平移，而只需要旋转就可以了,故称为故称为旋转旋转/旋转型。旋转型。扫描扫描时间一般均在几秒钟时间一般均在几秒钟,最快速度最快速度0.5s，实现了亚秒级扫描。，实现了亚秒级扫描。China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer
13、Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n第第1代到第代到第3代代CT机的机的X线管和探测器都是同步旋转的，而第线管和探测器都是同步旋转的，而第4代代CT机与之不同，探测器呈机与之不同，探测器呈360环状固定排列在机架内环状固定排列在机架内(目前有的机型多达目前有的机型多达4800个探测器个探测器)，X线管则围绕人体和机线管则围绕人体和机架作架作360旋转旋转,把第把第4代称代称固定固定/旋转型旋转型(螺旋螺旋CT属此型属此型)。China Medical University Comput
14、er Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n第第5代代CT机与第机与第1到第到第4代代CT机不同，在成像过程中机不同，在成像过程中X线管不需环绕机线管不需环绕机架作机诫运动，它是用架作机诫运动，它是用电子束方法产生旋转的电子束方法产生旋转的X线源线源,再穿透人体由探再穿透人体由探测器接受测器接受,这种这种CT机称为电子束机称为电子束CT,也称超高速也称超高速CT，特点是扫描速度，特点是扫描速度很
15、快很快,50100ms/层层,每秒最多可扫每秒最多可扫34层层,就其扫描速度是普通就其扫描速度是普通CT的的40倍，螺旋倍，螺旋CT的的20倍倍,可用于心脏一类运动器官的扫描。可用于心脏一类运动器官的扫描。China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n第第1 1代代CTCT：扫描方式为平移：扫描方式为平移(translate)+(tra
16、nslate)+旋转旋转(rotate)(T+R)(rotate)(T+R)方式的方式的CTCT。n第第2 2代代CTCT：扫描方式为平移：扫描方式为平移(translate)+(translate)+旋转旋转(rotate)(T+R)(rotate)(T+R)方式的方式的CTCT。n第第3 3代代CTCT：扫描方式为旋转：扫描方式为旋转+旋转旋转(R+R)(R+R)扫描方式的扫描方式的CTCT。n第第4 4代代CTCT：扫描方式为静止：扫描方式为静止(stationary)+(stationary)+旋转旋转(S+R)(S+R)扫描方式的扫描方式的CTCT。n第第5 5代代CTCT：扫描方式
17、为静止：扫描方式为静止+静止静止(S(SS)S)电子束扫描方式的电子束扫描方式的CTCT。现代螺旋现代螺旋CTCT结构图结构图第二代第二代1616层层CTCT第五代第五代CTCTChina Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 3、20世纪世纪50年代和年代和60年代超声和放射性核素也相继出现。年代超声和放射性核素也相继出现。n1942年奥
18、地利科学家达西科（年奥地利科学家达西科（Dussik）首先将超声技术应用与临床）首先将超声技术应用与临床诊断，从此开始了医学超声影像设备的发展。诊断，从此开始了医学超声影像设备的发展。n1954年瑞典人应用年瑞典人应用M型超声显示运动的心壁，称为超声心动图。型超声显示运动的心壁，称为超声心动图。n人类从人类从20世纪世纪50年代开始研究二维年代开始研究二维B型超声，至型超声，至70年代中期，实时二年代中期，实时二维超声开始应用。维超声开始应用。超声检查超声检查(二尖瓣粘连二尖瓣粘连)彩色超声检查彩色超声检查(胎儿发育胎儿发育)China Medical University Computer
19、Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n4、70年年代代末末80年年代代初初，超超声声、放放射射性性核核素素、MR-CT和和数数字字影影像像设设备备与与技技术术逐逐步步兴兴起起。其其中中磁磁共共振振成成像像（MagneticResonanceImaging，MRIMRI）是目前最）是目前最为为先先进进的影像的影像检查检查方法之一。方法之一。nMRI是是基基于于MR现现象象的的医医学学影影像像技技术
20、术。MR现现象象是是1946年年分分别别由由美美国国斯斯坦坦福福大大学学物物理理系系Bloch教教授授和和哈哈佛佛大大学学的的Puecell教教授授领领导导的的小小组组同同时时独独立立发发现现的的。由由于于这这一一发发现现在在物物理理、化化学学上上具具有有重重大大意意义义，Bloch和和Puecell共同共同获获得了得了1952年的年的诺贝诺贝尔尔物理学物理学奖奖。曼斯曼斯.菲尔德菲尔德裴奥裴奥.劳特伯劳特伯 GESignaProfile/oMRIChina Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Co
21、mputer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n5、20世世纪纪80年年代代推推出出了了数数字字减减影影血血管管造造影影（DSA）和和计计算算机机X线线摄摄影（影（CR）成像）成像设备设备与技与技术术，其后又推出了数字，其后又推出了数字X线设备线设备（DR）。）。n数数字字减减影影血血管管造造影影术术是是常常规规造造影影术术与与电电子子计计算算机机处处理理技技术术相相结结合合的的一一种种新新型型成成像像技技术术。血血管管造造影影检检查查是是对对注注入入血血管管造造影影剂剂前前后后的的
22、图图像像进进行行相相减减，得得到到无无骨骨骼骼，内内脏脏，软软组组织织背背景景的的清清晰晰的的血血管管影影象，而血管的形象，而血管的形态态，结结构反映了多种疾病的基本信息。构反映了多种疾病的基本信息。China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n计计算算机机X线线摄摄影影（CR）是是将将X线线摄摄照照的的影影像像信信息息记记录录在在影影
23、像像板板（IP板板）上上，这这种种可可重重复复使使用用的的IP影影像像板板，替替代代了了胶胶片片，不不需需要要冲冲印印，因因此此也也称称为为干干板板。干干板板经经激激光光读读取取装装置置读读取取，由由计计算算机机精精确确计计算算处处理理后后，即即可可得得到到高高清清数数字字图图像像，最最后后经经数数字字/模模拟拟转转换换器器转转换换，在在荧荧屏上显示出灰阶图像，有利于观察不同的组织结构。屏上显示出灰阶图像，有利于观察不同的组织结构。China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer C
24、enter 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n直接数字化直接数字化X射线摄影系统（射线摄影系统（digital ray DR）是利用电子技术将）是利用电子技术将X线信线信息的其它载体转变为电子载体，息的其它载体转变为电子载体，X线照射人体后不直接作用于胶片，被线照射人体后不直接作用于胶片，被探测器（探测器（Detector）接收并转换为数字化信号，获得）接收并转换为数字化信号，获得X线衰减值线衰减值（attenuation value）的数字矩阵，经计算机处理，重建成图像。）的数字矩阵，经计算机处
25、理，重建成图像。China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n6、20世纪世纪90年代推出了更新、更强的核医学影像设备年代推出了更新、更强的核医学影像设备ECT，包括，包括PET、SPECT等设备。等设备。PET也称正光电子成像设备，主要的优势是也称正光电子成像设备，主要的优势是超强的医学影像的识别与诊断的能力，尤其是利用注入体内的增强
26、超强的医学影像的识别与诊断的能力，尤其是利用注入体内的增强显影剂或示踪剂，在体内循环可以动态地、靶向目标清晰地显示被显影剂或示踪剂，在体内循环可以动态地、靶向目标清晰地显示被检部位形态和功能的异常情况，甚至可以检查出细胞级别的病变。检部位形态和功能的异常情况，甚至可以检查出细胞级别的病变。GE GE 全数字全数字PET-CTPET-CTGE GE 生产的生产的 SPECT SPECTPET PET 图像图像China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医
27、学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.2医学影像系统成像的物理共性医学影像系统成像的物理共性n医学影像成像源共性是充分和准确的利用成像源的物理作医学影像成像源共性是充分和准确的利用成像源的物理作用，获得人体内携带有某种物理量分布信息的影像数据。用，获得人体内携带有某种物理量分布信息的影像数据。n医学影像系统成像主要包括以下医学影像系统成像主要包括以下4个共性个共性:源源 源与物体源与物体(目标目标)的相互作用的相互作用 检测器检测器 电子系统电子系统 China Medical University Comput
28、er Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.2.1源与目源与目标标的作用的作用1.源源体外源体外源:如如X射射线线源、磁源、磁场场源、超声源、源、超声源、电电磁波源、磁波源、红红外外线线源源等，等，这这些人体外部的能源称些人体外部的能源称为为外源。外源。外源共同的特点是外源共同的特点是对对人体人体组织组织或器官具有已知和可控的或器官具有已知和可控的作用。作用。体内源体内源:如注入人体内部的同位
29、素如注入人体内部的同位素辐辐射源，或人体自身的射源，或人体自身的热辐热辐射源等。射源等。这这些增些增强强显显影影剂剂的的辐辐射非常低，射非常低，对对人体无人体无损损害，但由此害，但由此产产生的医学影像却非常的清晰，并且受生的医学影像却非常的清晰，并且受检检查查的部位的部位靶向性（命中率）靶向性（命中率）准确。准确。China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2
30、1.3 1.4 1.52.源与物体源与物体(目目标标)的相互作用的相互作用例如例如X射射线线穿穿过过人体人体时时，就，就可以准确可以准确检测检测出某种源与每部出某种源与每部分人体分人体组织组织器官相互作用后的器官相互作用后的结结果、指果、指标标和参数，据此来和参数，据此来进进行医学影像的行医学影像的诊诊断或治断或治疗疗。注意：源的生物安全注意：源的生物安全剂剂量，量，质质量指量指标标和和检测标检测标准。准。China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医
31、学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n3.检测检测器器n检测检测器的主要作用是器的主要作用是在体外在体外检测检测携携带带有体内信息的信号有体内信息的信号。n检测检测器的形式与各种源的器的形式与各种源的类类型有型有一一一一对应对应的关系的关系。这这些影像信号些影像信号检测检测器共同的作用和主要功能器共同的作用和主要功能评评价指价指标标很多很多是一是一样样的，如的，如检测检测弱信号的灵敏度，弱信号的灵敏度，检测检测与与处处理信号的速理信号的速度，以及度，以及检测检测用的源用的源剂剂量的低量的低强强度，达到向度，达到向更
32、清晰、更快更清晰、更快速、更安全、更多速、更安全、更多维维和更智能和更智能的方向的方向发发展。展。China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.5n1.2.2源的控制与信号源的控制与信号检测检测医学医学图图像信息的清晰或准确与否，最基本和最重要的关像信息的清晰或准确与否，最基本和最重要的关键问题键问题就在就在于于对产对产生生图图像信息源的精
33、确控制与信号像信息源的精确控制与信号检检出灵敏度的出灵敏度的设计设计。n例如：例如：X光影像光影像设备设备的性能指的性能指标标主要有主要有5个：个：X线线光源尺寸、光源尺寸、X线剂线剂量、量、图图像分辨率、像分辨率、图图像灰度像灰度级级和信噪比。目前和信噪比。目前对对X线剂线剂量控制指量控制指标标：1、X光源尺寸：光源尺寸：一般包括光源直径和一般包括光源直径和X光光发发射角度。射角度。2、X线剂线剂量又可分量又可分为为入射入射剂剂量、表面量、表面剂剂量、出射量、出射剂剂量、量、图图像接收器像接收器剂剂量、量、身体身体剂剂量和有效量和有效剂剂量量6种。种。3、图图像分辨率，用于像分辨率，用于测测
34、量一台量一台设备设备能能记录记录或生成的空或生成的空间细节间细节精度。分辨率精度。分辨率越高，越高，细节细节越精越精细细。China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.54、图图像灰度像灰度级级，灰度，灰度级级的数量由的数量由2N决定，决定，N是二是二进进制数的位制数的位数，常称数，常称为为位，用来表示每个像素的灰位，用来表示每个像素的灰阶
35、阶精度。如果精度。如果N=8则则有有256个灰度个灰度级级，图图像灰度精度的范像灰度精度的范围为围为灰度分辨力，也灰度分辨力，也称称为图为图像的像的对对比度分辨力。位数越大，比度分辨力。位数越大，图图像的灰度分辨力像的灰度分辨力越高。越高。5、信噪比，有用的、信噪比，有用的图图像信息像信息(信号信号)与无用信息与无用信息(噪声噪声)的数量之的数量之比。比。X线图线图像占医院中全部影像的像占医院中全部影像的80左右，是目前医学左右，是目前医学影像影像检查检查的主要方法。常的主要方法。常规规X线线成像操作成像操作简单简单、费费用低廉，用低廉，它一直是它一直是临临床床诊诊断中的主要成像断中的主要成像
36、设备设备。China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.3计计算机医学影像算机医学影像n教学要求：教学要求：1、了解点阵与矢量医学影像、了解点阵与矢量医学影像 格式格式2、熟悉医学图像处理常用技术，虚拟医学影像、虚拟内窥镜、基于影像、熟悉医学图像处理常用技术，虚拟医学影像、虚拟内窥镜、基于影像的计算机辅助外科与辅助诊断。的计算机辅助外
37、科与辅助诊断。3、掌握数字医学影像的颜色或灰度及计算机医学图像的分辨率概念、掌握数字医学影像的颜色或灰度及计算机医学图像的分辨率概念China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.3.1点点阵阵与矢量医学影像与矢量医学影像n点点阵图(位位图)与矢量与矢量图的区的区别；计算机算机图像分像分为点点阵图(又又称位称位图或或栅格格图像像)和矢量
38、和矢量图形形两大两大类。1点阵图像点阵图像(Bitmap)点点阵图像，亦称像，亦称为位位图图像或像或绘制制图像，是由称作像像，是由称作像素的素的单个点按行列有序排列点个点按行列有序排列点阵组成的。成的。这些点以其不同些点以其不同的排列位置和染色（灰的排列位置和染色（灰阶）程度构成）程度构成图（形）像。（形）像。一幅二维的医学数字灰阶影像是由一幅二维的医学数字灰阶影像是由M行行*N列的像素点列的像素点构成，其中每个像素点用构成，其中每个像素点用28212个二进制数位来记录该位个二进制数位来记录该位像素的灰度值，即每个像素可以保存像素的灰度值，即每个像素可以保存2564096灰度值灰度值China
39、 Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.52点点阵图的文件格式的文件格式点点阵图可以被保存成的文件可以被保存成的文件类型很多，如型很多，如*.bmp、*.pcx、*.gif、*.jpg、*.tif、Photoshop的的*.psd、kodakphotoCD的的*.pcd、corelphotopaint的的*.cpt等。等。点点阵图文件大小的文件
40、大小的规律：律：图形面形面积越大，文件的字越大，文件的字节数越多，数越多，文件的色彩越丰富，文件的字文件的色彩越丰富，文件的字节数越多，数越多，这些特征是所有点些特征是所有点阵图文件所共有的。文件所共有的。China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.53.矢量图矢量图(vector)（1）矢量）矢量图及矢量及矢量图的特性的特性矢量矢量图，
41、也称，也称为面向面向对象的象的图形或形或绘图图形，形，数学上定数学上定义矢量矢量图为一系列由一系列由线连接的点接的点。矢量矢量图主要由主要由线条和色条和色块组成，成，这些些图形可以分解形可以分解为单个的个的线条、条、文字、文字、圆、矩形、多、矩形、多边形等形等单个的个的图形元素，再用一个代数式来表达形元素，再用一个代数式来表达每个被分解出来的元素。每个被分解出来的元素。例如：一个矩形可以通例如：一个矩形可以通过指定左上角的坐指定左上角的坐标(x1,y1)和右下角的坐和右下角的坐标(x2,y2)的四的四边形来表示。形来表示。China Medical University Computer Ce
42、nter 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.3.2数字医学影像的数字医学影像的颜色或灰度色或灰度现在在的的医医学学数数字字X光光成成像像设备主主要要有有CR和和DR两两类，产生生图像像的的灰灰度度一一般般可可以以达达到到812bit，既既图像像中中每每个个像像素素点点的灰度信息可以表的灰度信息可以表现出出2564096个灰度个灰度级别。如如果果采采集集的的是是彩彩色色图图像像信信息息，则则每每个个像像素
43、素至至少少需需要要用用三三个个字字节节24位位二二进进制制数数来来保保存存RGB（红红、绿绿、兰兰）信信息息，甚甚至有些彩色图像每个像素的信息量达到至有些彩色图像每个像素的信息量达到32位位40位精度。位精度。China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.3.3计算机医学算机医学图像的分辨率像的分辨率计计算算机机医医学学图图像像的的分
44、分辨辨率率和和采采集集方方式式、转转换换精精度度、处处理方法及显示视窗的清晰度等诸多因素有关。理方法及显示视窗的清晰度等诸多因素有关。1图像分辨率图像分辨率2时间分辨率时间分辨率3空间分辨率空间分辨率4显示分辨率显示分辨率China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.3.4 1.3.4 1.3.4 1.3.4 医学医学医学医学图图像像
45、像像处处理常用技理常用技理常用技理常用技术术 医医医医学学学学图图图图像像像像处处处处理理理理的的的的目目目目的的的的是是是是提提提提高高高高医医医医学学学学图图图图像像像像目目目目视视视视判判判判读读读读的的的的清清清清晰晰晰晰度度度度，进进进进而提高而提高而提高而提高诊诊诊诊断的准确率，减少漏断的准确率，减少漏断的准确率，减少漏断的准确率，减少漏诊诊诊诊和和和和误诊误诊误诊误诊。1 1、图像增像增强 2 2、图像分割像分割China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Cent
46、er 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.53 3、边缘检测边缘检测 4 4、纹纹理分析理分析 相相同同的的组组织织在在相相同同的的成成像像条条件件下下每每次次都都会会产产生生相相同同的的纹纹理理模模式式;不不同同组组织织其其超超声声图图像像纹纹理理特特征征不不同同;同同一一组组织织当当其其内内部部结结构构发发生生改改变变后后,其超声其超声图图像的像的纹纹理特征亦不相同理特征亦不相同.利利用用计计算算机机图图像像处处理理技技术术可可对对这这种种纹纹理理特特征征进进行行数数理理模模式式分分析析,寻寻找找能
47、能反反映映纹纹理理特特征征的的数数理理参参量量,从从而而达达到到对对组组织织结结构构特特征征进进行行评评价价的的目的。目的。China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.55 5、配准与融合、配准与融合 医医学学图图像像配配准准是是指指对对于于一一幅幅医医学学图图像像寻寻求求一一种种(或或一一系系列列)空空间间变变换换，使使它它与与另另一一
48、幅幅医医学学图图像像上上的的对对应应点点达达到到空空间间上上的的一一致致。这这种种一一致致是是指指人体上的同一解剖点在两人体上的同一解剖点在两张张匹配匹配图图像上有相同的空像上有相同的空间间位置。位置。医医学学影影像像的的融融合合，就就是是影影像像信信息息的的融融合合，即即利利用用计计算算机机技技术术，将将各各种种影影像像学学检检查查如如CT-MRICT-MRI，CT-SPECTCT-SPECT，MRI-PETMRI-PET、MRI-DSAMRI-DSA等等所所得得到到的的图图像像信信息息进进行行数数字字化化综综合合处处理理，将将多多源源数数据据协协同同应应用用，进进行行空空间间配配准准后后，
49、产产生生一一种种全全新新的的信信息息影影像像，以以获获得得研研究究对对象象的的一一致致性性描描述述，同同时时融合了各种融合了各种检查检查的的优势优势，从而达到，从而达到计计算机算机辅辅助助诊诊断的目的。断的目的。6 6、图图像像压缩压缩 图图像像压压缩缩就就是是把把图图像像文文件件的的大大小小进进行行压压缩缩变变小小，同同时时图图片片的的质质量量又又不会失真到不能接受的程度。不会失真到不能接受的程度。China Medical University Computer Center 2007.8China Medical University Computer Center 2007.8医学影像
50、实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程医学影像实用技术教程1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.3.5三三维维医学影像医学影像很多很多实实用的影像用的影像设备设备不断开不断开发发出具有三出具有三维图维图像重建的功能，像三像重建的功能，像三维维CT、彩色三、彩色三维维超声、核素成像超声、核素成像SPECT、PET等具有三等具有三维维立体成像功立体成像功能。能。同同时为时为深化研究人体的器官形深化研究人体的器官形态态和生理、生化、和生理、生化、细细胞、蛋白胞、蛋白质质、基因等重要的人基因等重要的人类类信息。各个国家正在研究信息。各个国家正在研究“数字虚数字虚拟拟人人”。“虚虚拟拟