生物医学工程概论之生物医学图像-part.ppt

山东大学控制学院 生物医学工程系 刘忠国;2. 超声成像系统 ;（1）B超;Date;超声成像图;超声图象;Date;除断面成像外，血流测量也是超声成像设备中的重要组成部分。超声血流测量是借助多普勒频移原理完成的。射入人体的一定频率的超声波在遇到运动的红血球时，血球产生的后向散射信号会出现多普勒频移。通过对多普勒回波信号的分析就能得到血流的方向与速度信息，这些信息是心血管疾病与脑血管疾病诊断中的重要依据。;20世纪 80年代初问世的超声彩色血流图（color flow mapping，简称CFM）是目前临床上使用的高档超声诊断仪。它的特点是把血流信息叠加到二维B型图像上。凡是指向换能器的血流在B超图中用红颜色表示，而背离换能器的血流则用蓝颜色表示。由于在一张图像上既能看到脏器的解剖形态，又能看到动态血流，它在心血管疾病的诊断中发挥了很大的作用。;Color Flow Mapping, CFM;超声诊断;超声诊断;肾脏多普勒;（3）高能量聚焦超声波治疗仪（ high-intensity focused ultrasound, HIFU）;HIFU原理示意图;;HIFU刀;HIFU 刀; HIFU的优点：;3. 磁共振成像系统 ;Bloch和Purcell于1945年因发现宏观物质核磁共振NMR现象获得1952年诺贝尔物理学奖。 ;Richard R.Ernst于66年和70年代的研究因发明了傅立叶变换核磁共振分光法和二维核磁共振技术而获得1991年诺贝尔化学奖。 ;1973年P.C.Lauterbur把物体放置在一个稳定的磁场中，然后再加上梯度磁场，再用适当的电磁波照射这一物体，这样根据物体释放出的电磁波就可以绘制成物体某个截面的内部图像；之后，Mansfield 改进了其方法，并发现不均匀磁场的快速变化可使上述方法能更快地绘制成物体内部结构图像；他还证明可以用数学方法分析获得的数据，为利用计算机快速绘制图像奠定了基础。直至上世纪 80 年代初第一台医用核磁共振成像仪才问世。核磁共振成像系统也称为磁共振成像（magnetic resonance imaging，简称MRI）系统。;74岁的美国科学家保罗Lauterbur和即将70岁的英国的彼得-曼斯菲尔德Mansfield因发明核磁共振成像技术MRI方法获得2003年诺贝尔医学和生理学奖。 ;核磁共振成像（MRI）基本原理;MRI的三要素; 磁共振图像也是通过计算机处理后产生的图像。与CT不同的是，CT图中每个像素的数值代表的是人体组织中某一个体素对X线的衰减；而在磁共振图像中，每个像素的值代表的是从某个体素来的磁共振信号的强度，它与共振核子的密度有关。 ;MRI的突出优点;MRI;开放式MRI; MRI; MRI;MR Angiography 血管造影术;Hydrocephalus 脑水肿;Multispectral Tissue Classification;Morphological Image Processing;Motor Activation - Right Index Finger Movement;Asymmetry of Auditory Regions in Musicians with Perfect Pitch;自旋磁矩;原子核（质子）进动;进动（Spin）与极化（Polarization）;Larmor频率;净磁矩（Net Magnetization）;净磁矩;核磁共振（NMR）;Signal;驰豫时间（Relaxations Times）;;;MRI与CT比较，其主要优点;MRI与CT比较，其主要缺点;XCT与MRI成像比较的特点：;4. 放射性核素成像 ; 从所得的放射性同位素图像中，不仅可以看到器官的形态，更重要的是可以从中了解到人体脏器新陈代谢的情况。这是其他成像系统所不容易做到的。因此，尽管放射性同位素图像的分辨率比较低(约为1cm左右)，但它仍是临床诊断中的重要工具。; 早期的同位素成像装置是同位素扫描仪，成像速度非常低。目前临床上用得比较多的是γ照相机，可快速地拍摄体内脏器的图片，并从一系列连续的图像中了解器官新陈代谢的功能。;放射性核素成象设备;SPECT成像示意图;SPECT;PET是根据这一类放射性同位素在衰变过程中释放正电子的物理现象来设计的。 正电子与电子相互作用发生湮灭现象后，会产生两个能量为511Kev且传播方向完全相反的光子，用一个符合检测器就可以检测出这种成对出现的γ射线光子。 根据这样采集到的数据同样能重建出断层图像。 PET系统价格昂贵，主要是在实验室或研究中心使用, 但目前已有少数医院将该设备用于临床。;Positron