醫(yī)學(xué)成像技術(shù)與圖像處理緒論

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(wèn)題的把握程度（30分）

：核心問(wèn)題闡述清楚，能夠把握科學(xué)的前沿問(wèn)題，能提出自己見解（25-30分）；核心問(wèn)題闡述基本清楚，能夠把握科學(xué)的前沿問(wèn)題（20-24分）；核心問(wèn)題闡述不很清楚，前沿科學(xué)問(wèn)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：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)圖象處理生物醫(yī)學(xué)成像及圖像處理在生命科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)診斷、臨床治療等方面起著重要的作用，X射線、CT、MRI的發(fā)現(xiàn)或發(fā)明者獲得諾貝爾獎(jiǎng)，就是其重要價(jià)值的印證。醫(yī)學(xué)成像及圖像處理設(shè)備占醫(yī)院投資中的比例越來(lái)越高。僅GE公司下屬的北京航衛(wèi)2003年生產(chǎn)的中低檔CT，銷售額就達(dá)30億元。發(fā)達(dá)國(guó)家高度重視。以美國(guó)為例，它是NSF，NIH的重要資助領(lǐng)域，近年美國(guó)還成立了NIBIB機(jī)構(gòu)專門資助醫(yī)學(xué)成像和生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的研究。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)。Bloch和Purcell因發(fā)現(xiàn)NMR現(xiàn)象獲得1952年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。NuclearMagneticResonance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-RayMRIMRIMRIPET

超聲圖象

超聲圖象超聲圖象PhotocourtesyPhilipsResearch

Ultrasoundexaminationduringpregnancy

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3Dultrasoundimages

DSA紅外圖象紅外圖象醫(yī)學(xué)圖象醫(yī)學(xué)圖象RadiologistMRINeuroPhysiologistEMGPhysicianDiagnosisChemistNeurologistPathologistCardiologistEEGECGCTUSUVTLCHPLCISEFFMDiagnosingDiseaseImagingSystemEndUserProcessingDisplaySpectroscopyImagedObjectDetectionImageFormationRadiationorEnergyHumanNeckPlane: SagittalSequence: SpinEchoWristImageCoil: AsymSTSSequence: SpinEchoSlice: CoronalTR/TE: 2000/27msFOV: 8cmThk: 1.5mmMatrix: 256x256Nex: 1HydrocephalusMRICenter,UniversityofRochesterMedicalSchoolImageContrast(T2)SIGNALTEWhiteTumorMRAngiographyHeadS/IProjectionMRICenter,UniversityofRochesterMedicalSchoolProtonNMRSpectroscopyinMultipleSclerosisPMMatthews,Neurology41:1252(1991)CHO CholineCr CreatineNAA N-acetylaspartateLA LactateActivePlaqueNormal-AppearingWhiteMatterMultispectralTissueClassificationT1T23DHistogramSegmentedImageFletcher,Barsotti,Hornak,Magn.Reson.Med.29:623(1993)MorphologicalImageProcessingChen,Dougherty,Totterman,Hornak,Magn.Reson.Med.29:358(1993)正常囊性硬化骨質(zhì)疏松癥MotorActivation-RightIndexFingerMovement1Hz 2Hz 3Hz%100755025Schlaug,etal,1995,HarvardMedicalSchoolandBethIsraelHospitalAsymmetryofAuditoryRegionsinMusicianswithPerfectPitchSchlaug,etal,Science

267:699(1995)Mammography乳腺造影術(shù)Benignlesion-Fibroadenoma

ColonoscopywithspiralCTSpiralscanCT(byPicker)

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(jué)百聞不如一見Onepictureisworthmorethantenthousandwords. 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(jué)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(jué)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)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，NMR，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(jué)娛樂(lè)：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)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)

KennethR.Castleman,

DigitalImageProcessing，清華大學(xué)出版社，1998。

“MATLAB6.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。IEEETransactionsonMedicalImagingMedicalPhysicsPhysicsinMedicineandBiologyIEEETransactionsonCommunicationsIEEETransactionsonComputersIEEETransactionsonInformationTheoryIEEETransactionsonPatternAnalysisandMachineIntelligenceIEEETransactionsonSystem,ManandCyberneticsIEEETransactionsonAcoustics,SpeechandSignalProcessingPatternRecognitionComputerVision,Graphics,andImageProcessing主要網(wǎng)上資源YahooSignalandImageProcessingLinks:/Science/engineering/electrical_engineering/signal_and_image_processing/DigitalImageandSignalProcessingLinks:http:///links/dsp.htmlTermsCT:computerizedto