醫(yī)學(xué)成像技術(shù)與圖像處理緒論課件

1、醫(yī)學(xué)成像技術(shù)與圖像處理內(nèi)容醫(yī)學(xué)影像診斷醫(yī)學(xué)成像技術(shù)及設(shè)備概論試驗(yàn)部分（8學(xué)時(shí)）學(xué)習(xí)材料：講義考試形式課程論文（50%)1論文的規(guī)范程度（10）：包括中文摘要、關(guān)鍵詞、前言、正文、結(jié)論、展望、參考文獻(xiàn)，每少一項(xiàng)扣兩分。2思路闡述清晰程度，對(duì)前沿科學(xué)問題的把握程度（30分）：核心問題闡述清楚，能夠把握科學(xué)的前沿問題，能提出自己見解（25-30分）；核心問題闡述基本清楚，能夠把握科學(xué)的前沿問題（20-24分）；核心問題闡述不很清楚，前沿科學(xué)問題把握不夠準(zhǔn)確（20以下）3參考文獻(xiàn)新穎程度、數(shù)量及檔次（10分）：新穎程度：09-11年，5分；06-08年，4分；03-05年，3分；03年前，2分。數(shù)量：

2、大于等于15篇，5分；10-14篇，3分；少于9篇，1分。程序試驗(yàn)（50%）實(shí)驗(yàn)報(bào)告要點(diǎn)：生物醫(yī)學(xué)成像和圖像處理的地位和作用生物醫(yī)學(xué)成像和圖像處理的發(fā)展概況和應(yīng)用數(shù)字圖象處理的發(fā)展概況和應(yīng)用數(shù)字圖象處理系統(tǒng)簡(jiǎn)介主要參考文獻(xiàn)主要網(wǎng)上資源課程內(nèi)容： 生物醫(yī)學(xué)成像 生物醫(yī)學(xué)圖象處理倫琴因發(fā)現(xiàn)X射線獲得首屆諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 Hounsfield和Cormack因發(fā)明CT獲得1979年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。 發(fā)明MRI中Fourier重建方法的Ernst獲得1991年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 Lauterbur和Mansfield因發(fā)明MRI方法獲得2003年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。 X-Ray MRIMRIPET

3、 超聲圖象 超聲圖象超聲圖象Photo courtesy Philips Research Ultrasound examination during pregnancy 超聲圖象Photo courtesy Philips Research 3D ultrasound images 紅外圖象紅外圖象醫(yī)學(xué)圖象RadiologistMRINeuroPhysiologistEMG PhysicianDiagnosisChemistNeurologistPathologistCardiologistEEGECGCTUSUVTLCHPLCISEFFMDiagnosing DiseaseImaging

4、SystemEndUserProcessingDisplaySpectroscopyImagedObjectDetectionImageFormationRadiationor EnergyHuman NeckPlane:SagittalSequence:Spin EchoWrist ImageCoil:Asym STSSequence:Spin EchoSlice:CoronalTR/TE:2000/27 ms FOV:8 cmThk:1.5 mmMatrix:256x256Nex:1HydrocephalusMRI Center, University of Rochester Medic

5、al SchoolImage Contrast (T2)SIGNALTEWhiteTumorMR AngiographyHeadS/I ProjectionMRI Center, University of Rochester Medical SchoolProton NMR Spectroscopy in Multiple SclerosisPM Matthews, Neurology 41:1252 (1991)CHOCholineCrCreatineNAAN-acetyl aspartateLALactateActive PlaqueNormal-AppearingWhite Matte

6、rMultispectral Tissue ClassificationT1T23D HistogramSegmentedImageFletcher, Barsotti, Hornak, Magn. Reson. Med. 29:623 (1993)Morphological Image ProcessingChen, Dougherty, Totterman, Hornak, Magn. Reson. Med. 29:358 (1993)正常囊性硬化骨質(zhì)疏松癥 Motor Activation - Right Index Finger Movement1 Hz2 Hz3 Hz% 100755

7、025Schlaug, et al, 1995, Harvard Medical School and Beth Israel HospitalAsymmetry of Auditory Regions in Musicians with Perfect PitchSchlaug, et al, Science 267:699 (1995)Mammography乳腺造影術(shù)Benign lesion - Fibroadenoma Colonoscopy with spiral CT Spiral scanCT (by Picker) 3D圖象生物醫(yī)學(xué)圖像處理的基礎(chǔ) 數(shù)字圖像處理前導(dǎo)課程： 電路基

8、本理論 信號(hào)與系統(tǒng) 數(shù)字信號(hào)處理相關(guān)課程： 計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 計(jì)算機(jī)視覺百聞不如一見One picture is worth more than ten thousand words. Anonymous 人類通過(guò)眼、耳、鼻、舌、身接受信息，感知世界。約有75%的信息是通過(guò)視覺系統(tǒng)獲取的。數(shù)字圖象處理是用數(shù)字計(jì)算機(jī)處理所獲取視覺信息的技術(shù)。數(shù)字圖象處理的發(fā)展概況和應(yīng)用發(fā)展概況：（1）二十世紀(jì)二十年代：圖象遠(yuǎn)距離傳輸。（2）二十世紀(jì)五十年代：數(shù)字計(jì)算機(jī)發(fā)展到一定水平，數(shù)字圖象處理引起巨大關(guān)注。（3）1964年：美國(guó)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室用計(jì)算機(jī)對(duì)“徘徊者七號(hào)”太空船發(fā)回的大批月球照片進(jìn)行處理。數(shù)字圖象處理應(yīng)

9、用從空間研究計(jì)劃擴(kuò)展到生物醫(yī)學(xué)，工業(yè)生產(chǎn)，軍事偵察等領(lǐng)域。圖象處理最先應(yīng)用于空間探索圖象處理最先應(yīng)用于空間探索（4）二十世紀(jì)六十年代末：數(shù)字圖象處理較完整的理論體系已形成，成為一門新興的學(xué)科。（5）二十世紀(jì)六十年代至八十年代：隨著離散數(shù)學(xué)理論的創(chuàng)立和完善，數(shù)字圖象處理理論和方法進(jìn)一步完善，應(yīng)用范圍更加廣泛。（6）二十世紀(jì)八十年代以來(lái)：數(shù)字圖象處理向更高級(jí)的方向發(fā)展：實(shí)時(shí)性，智能化，普及化，網(wǎng)絡(luò)化，低成本。應(yīng)用領(lǐng)域：通信：圖象傳輸，電視電話，HDTV等。宇宙探測(cè)：星體圖片處理。遙感：地形、地質(zhì)、礦藏探查，森林、水利、海洋、農(nóng)業(yè)等資源調(diào)查，自然災(zāi)害預(yù)測(cè)，環(huán)境污染的監(jiān)測(cè)，氣象云圖。生物醫(yī)學(xué)：CT，N

10、MR，PET，SPECT，DSA，X射線成象，B超，紅外圖象，顯微圖象。工業(yè)生產(chǎn)： 產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)，生產(chǎn)過(guò)程控制，CAD，CAM。應(yīng)用領(lǐng)域：軍事： 軍事目標(biāo)偵察，制導(dǎo)系統(tǒng)，警戒系統(tǒng)，自動(dòng)火器控制，反偽裝等。公安： 現(xiàn)場(chǎng)照片，指紋，手跡，印章，人像等處理和鑒別。檔案： 過(guò)期的文字、圖片檔案的修復(fù)和處理。機(jī)器人視覺娛樂： 電影特技，動(dòng)畫，廣告，MTV等。應(yīng)用舉例非生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域空間探索地球資源勘探遙感圖片氣象預(yù)報(bào)氣象云圖氣象預(yù)報(bào)計(jì)算機(jī)合成圖像 計(jì)算機(jī)合成圖像 廣告設(shè)計(jì)影視點(diǎn)擊按鈕播放視頻動(dòng)畫 網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)軍事應(yīng)用目標(biāo)跟蹤軍事應(yīng)用隱形飛機(jī)、定位轟炸軍事應(yīng)用軍事應(yīng)用交通監(jiān)控自動(dòng)駕駛數(shù)字圖象處理系統(tǒng)簡(jiǎn)介輸入及數(shù)

11、字化設(shè)備計(jì)算機(jī)系統(tǒng)顯示及記錄設(shè)備輸入及數(shù)字化設(shè)備攝象機(jī)鼓式掃描器平臺(tái)式光密度計(jì)視頻卡掃描儀數(shù)碼相機(jī)DV顯示及記錄設(shè)備圖象顯示器鼓式掃描器圖象拷貝機(jī)繪圖儀激光打印機(jī)噴墨打印機(jī)圖象記錄介質(zhì)紙膠片照片縮微膠片幻燈片錄象帶磁盤光盤電影主要參考文獻(xiàn) Kenneth R. Castleman, Digital Image Processing，清華大學(xué)出版社，1998。 “MATLAB 6.X圖像處理”（孫兆林，清華大學(xué)出版社，2002）。（實(shí)驗(yàn)教材） R.C.岡薩雷斯等， 數(shù)字圖像處理，電子工業(yè)出版社，2003。章毓晉， 圖象處理和分析 ，清華大學(xué)出版社，1999。容觀澳， 計(jì)算機(jī)圖象處理 ，清華大學(xué)出

12、版社，2000。荊仁杰等，計(jì)算機(jī)圖象處理 ，浙江大學(xué)出版社，1990。余松煜，周源華，吳時(shí)光，數(shù)字圖象處理，電子工業(yè)出版社。周新倫，柳健，劉華志， 數(shù)字圖象處理，國(guó)防工業(yè)出版社，1986。IEEE Transactions on Medical ImagingMedical PhysicsPhysics in Medicine and BiologyIEEE Transactions on CommunicationsIEEE Transactions on ComputersIEEE Transactions on Information TheoryIEEE Transactions on

13、 Pattern Analysis and Machine Intelligence IEEE Transactions on System, Man and Cybernetics IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing Pattern RecognitionComputer Vision, Graphics, and Image Processing主要網(wǎng)上資源Yahoo Signal and Image Processing Links : /Science/engineering/electrical_engineering/signal_and_image_processing/Digital Image and Signal Processing Links: http:/links/dsp.htmlTermsCT:computerized tomographyMRI:magnetic resonance i