医学图像处理和分析讲义.doc

医学图像处理和分析 第一章 绪论 1. 医学图像处理和分析的意义和由来 2. 医学图像处理与分析的研究内容、研究方法 3. 医学图像的成像系统和成像原理 CT (Computerized Tomography) 研究内容 图像增强，滤波 图像配准、图像分割、图像显示、图像辅助治疗 图像引导手术、医学虚拟环境 CT成像基本原理 为X射线在生物体内传播距离 为衰减系数。穿过一组不同物质时 CT原理示意图 常用影像技术优缺点 成像技术 CT MRI PET SPET U 优点 速度快 对骨组织敏感 空间分辨率高 价格低 软组织成像好 空间分辨率高 人体无害 扫描角度灵活 无骨伪影 对比度高 受体成像 化学成像 对比度高 价格低 无伤害 价格低 速度快 缺点 X对人体有害 软组织成像差 骨的边缘在成像中易产生条状伪影 对骨组织成像差 成像时间长 价格昂贵（需回旋加速器） 分辨率差 分辨率差 成像速度慢 分辨率低 结构成像：X、CT、MRI、Ultrasound 功能成像: f MRI、PET、SPECT 1895年 X射线机 1969年 英国工程师Hoopsfield设计成功第一台断层摄影装置CT 1972年 应用于临床，获得第一幅脑肿瘤图像。 1979年 Hoopsfield获诺贝尔奖 螺旋CT 1987年出现于专利文献 特点：数据无任何时间和空间间隔 CT 连续两次扫描有一段间隔，螺旋CT没有，且空间分辨率更高。 MRI 1946年 Bloch and Purcell发现核磁共振NMR现象 1952年 获诺贝尔奖 1973年 第一幅核磁共振图像，纽约州立大学，两个充水式管 1980年 第一幅人体核磁共振图像。 1991年 Ernst获诺贝尔化学奖 在NMR中引入了Fourier变换 超声成像 光纤内窥镜成像。MRA磁共振血管造影技术 Magnetic Resonance Angiography 正电子放射断层成像 PET (Position Emission Tomography) 单光子放射断层成像 SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) DSA数字减影血管造影术 Digital Subtraction Angiography 参考书籍 医学影像处理和分析, 田捷等编著, 电子工业出版社, 2003. 3D Imaging Medicine, J.K. Udupa, G.T. He4rman, CRC Press, 2000. 第二章 图像的预处理 1．直方图 直方图变换，拉伸和压缩 线性变换 是变换系数 直方图均衡化 在,为单调增加 离散形式 设概率密度为 是均匀分布 　　 是的出现次数，ｎ是图像象系总数 例．假定一幅．８个灰度级．分布如下． 790 0.19 1023 0.25 850 0.21 656 0.16 329 0.08 245 0.06 122 0.03 81 0.02 =0.65 =0.81 =0.84 =0.95 =0.98 =1.00 重新定义 790 1023 850 985 448 总体 显示 直方图统计，直方图均衡化，直方图分割 滤波 中值滤波 高斯滤波 参考文献： J. G. Liu, Y. Z. Liu, and G. Y. Wang, “Fast discrete W transforms via computation of moments”, IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 53, no.2, pp.654-659, 2005. J. G. Liu, Y. Z. Liu, and G. Y. Wang, “Fast DCT-I, DCT-III, and DCT-IV via moments”,EURASIP Applied Signal Processing, no.12, pp.1902-1909, 2005. J. G. Liu, F. H. Y. Chan, F. K. Lam, H. F. Li, and George S. K. Fung, “Moment-based fast discrete Hartley transform”, Signal Processing, vol. 83, no. 8, pp. 1749-1757, 2003. J. G. Liu, F. H. Y. Chan, F. K. Lam, and H. F. Li, “Momen