《醫(yī)學(xué)圖像處理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱(供四年制本科醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)使用)

PAGE《醫(yī)學(xué)圖像處理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱(供四年制本科醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)使用)Ⅰ前言編寫本大綱的目的是要求學(xué)生在學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)圖像處理專業(yè)課的過程中，通過與實(shí)驗(yàn)課相結(jié)合，理論聯(lián)系實(shí)際，使學(xué)生對(duì)該課程有更深刻的認(rèn)識(shí)，更好地鞏固學(xué)到的知識(shí)；該門課程涉及的知識(shí)面非常廣，學(xué)生通過理論課程學(xué)到的知識(shí)非常抽象，通過編寫實(shí)驗(yàn)程序，實(shí)現(xiàn)真正意義上的圖像處理，更能具體的把握知識(shí)要點(diǎn)，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本大綱適用于四年制本科醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)使用。現(xiàn)將大綱使用中有關(guān)問題說明如下:一本實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱根據(jù)實(shí)驗(yàn)教材和理論教學(xué)大綱編寫，每次實(shí)驗(yàn)課均由實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)要求及儀器、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)總結(jié)四部分組成。其中，實(shí)驗(yàn)總結(jié)是學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容。二實(shí)驗(yàn)教學(xué)參考學(xué)時(shí)為36學(xué)時(shí)，分9次實(shí)驗(yàn)課。三實(shí)驗(yàn)教材：《醫(yī)學(xué)影像圖像處理實(shí)踐教程》清華大學(xué)出版社，邱建峰等主編，2013年。II正文實(shí)驗(yàn)一醫(yī)學(xué)圖像處理初步認(rèn)識(shí)一教學(xué)目的（一）了解CT、MRI影像數(shù)據(jù)采集。

（二）掌握使用MATLAB讀取和顯示影像。

（三）掌握使用MATLAB來獲取圖像的大小、顏色、高度、寬度等相關(guān)信息。

（四）掌握使用MATLAB顯示影像及其原始直方圖。

（五）掌握使用MATLAB按照指定要求存儲(chǔ)影像。

（六）熟悉使用MATLAB安裝SPM、REST等軟件。二教學(xué)要求計(jì)算機(jī)、Matlab2012b軟件、SPM軟件、REST軟件、待處理圖片。三教學(xué)內(nèi)容（一）如何查找通過U盤或者光盤導(dǎo)出的DICOM數(shù)據(jù)。（二）簡(jiǎn)單圖像處理命令：imread()函數(shù)讀取圖像imshow()函數(shù)顯示圖像imfinfo()函數(shù)獲取圖像信息dicominfo()函數(shù)獲取DICOM圖像信息imhist()函數(shù)顯示圖像原始直方圖saveas()和imwrite()函數(shù)保存圖像并分析其差別imshow(I,[lowhigh])顯示圖像，設(shè)置不同的[lowhigh]，觀察圖像的變化用im2bw將一幅灰度圖像轉(zhuǎn)化為二值圖像，并且用imshow顯示出來觀察圖像的特征（三）在Matlab2012b平臺(tái)安裝SPM軟件、REST軟件和DPARSF軟件。實(shí)驗(yàn)二

醫(yī)學(xué)圖像處理基礎(chǔ)一教學(xué)目的（一）掌握影像格式轉(zhuǎn)換

（二）掌握影像的灰度變換及直方圖顯示（三）掌握影像的加法運(yùn)算和減法運(yùn)算（四）熟悉spm及rest軟件界面二教學(xué)要求計(jì)算機(jī)、Matlab2012b軟件、SPM軟件、REST軟件、待處理圖片。三教學(xué)內(nèi)容（一）讀取一幅dicom圖像，調(diào)整其灰階范圍至清晰顯示，建立一個(gè)2x2的圖片顯示窗口，將原始圖像、調(diào)整后圖像及直方圖進(jìn)行對(duì)比顯示，用下標(biāo)（原始圖、調(diào)整圖、原始直方圖、調(diào)整直方圖）分別標(biāo)注每一幅圖像，最后將該圖像保存為JPEG格式和BMP格式，用命令讀取兩種格式的圖像信圖像信息，比較其不同。(二)讀取并顯示待處理影像并獲取原始直方圖，用imadjust函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)影像像素值的灰度變換，主要包括對(duì)比度調(diào)整、亮度調(diào)整和灰度反轉(zhuǎn)，將所有原始圖像和變換后圖像放一起進(jìn)行對(duì)比顯示并保存為JPEG格式。(三)對(duì)獲取的待處理影像加上隨機(jī)高斯噪聲，并輸出含隨機(jī)噪聲的四幅圖像并顯示；對(duì)兩幅影像進(jìn)行相加求平均處理；對(duì)四幅圖像進(jìn)行相加求平均處理；顯示原圖像和處理后圖像并觀察直方圖變化。(四)獲取同一部位的兩幅影像造影像和蒙片像，將兩幅圖像進(jìn)行相減，將減影后的圖像進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)及反轉(zhuǎn)變換并顯示。

（五）在Matlab中打開SPM軟件和REST軟件，熟悉其操作界面。實(shí)驗(yàn)三

醫(yī)學(xué)圖像運(yùn)算一教學(xué)目的（一）掌握影像的灰度變換。（二）掌握影像的加法運(yùn)算。（三）掌握?qǐng)D像的平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、鏡像、剪切，了解三種插值算法的特點(diǎn)。二教學(xué)要求計(jì)算機(jī)、Matlab2012b軟件、待處理圖像。三教學(xué)內(nèi)容（一）讀取并顯示待處理影像并獲取原始直方圖，用imadjust函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)影像像素值的灰度變換，主要包括對(duì)比度調(diào)整、亮度調(diào)整和灰度反轉(zhuǎn)，將所有原始圖像和變換后圖像放一起進(jìn)行對(duì)比顯示并保存為JPG格式。（二）對(duì)獲取的待處理影像加上隨機(jī)高斯噪聲，并輸出含隨機(jī)噪聲的四幅圖像并顯示；對(duì)兩幅影像進(jìn)行相加求平均處理；對(duì)四幅圖像進(jìn)行相加求平均處理。（三）參照實(shí)驗(yàn)教程，設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)圖像的不擴(kuò)張矩陣平移處理、擴(kuò)張矩陣平移處理，圖像縮放和變形處理，圖像的旋轉(zhuǎn)處理，圖像的鏡像處理，圖像的剪切處理。實(shí)驗(yàn)四

醫(yī)學(xué)圖像增強(qiáng)一教學(xué)目的（一）掌握直方圖均衡化增強(qiáng)。（二）掌握影像的噪聲類型。（三）掌握影像的均值濾波。（四）掌握影像的中值濾波。（五）熟悉影像的銳化濾波。二教學(xué)要求計(jì)算機(jī)、Matlab2012b軟件、待處理圖像。三教學(xué)內(nèi)容（一）設(shè)計(jì)程序?qū)D像添加高斯噪聲、椒鹽噪聲、泊松噪聲以及乘性噪聲，比較各種噪聲的特點(diǎn)。（二）使用銳化濾波器邊緣檢測(cè)算子進(jìn)行圖像邊緣提取。（三）不同圖像噪聲平滑濾波比較。（四）圖像增強(qiáng)（直方圖均衡化）。實(shí)驗(yàn)五

醫(yī)學(xué)圖像分割一教學(xué)目的（一）掌握醫(yī)學(xué)圖像直方圖閾值分割法。（二）掌握醫(yī)學(xué)圖像迭代閾值分割法。（三）掌握醫(yī)學(xué)圖像大津閾值分割法。（四）掌握醫(yī)學(xué)圖像邊緣探測(cè)算法分割圖像。二教學(xué)要求計(jì)算機(jī)、Matlab2012b軟件、待處理圖像。三教學(xué)內(nèi)容（一）設(shè)計(jì)程序使用直方圖法對(duì)圖像進(jìn)行分割。（二）設(shè)計(jì)程序使用迭代閾值法對(duì)圖像進(jìn)行分割。（三）使用matlab函數(shù)graythresh對(duì)圖像進(jìn)行分割。（四）使用梯度算子、Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子、Log算子、Canny算子對(duì)圖像進(jìn)行分割。實(shí)驗(yàn)六

醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)一教學(xué)目的（一）理解基于特征點(diǎn)的醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)。（二）掌握利用matlab中的cpselect進(jìn)行兩幅圖像交互配準(zhǔn)的方法。二教學(xué)要求計(jì)算機(jī)、Matlab2012b軟件、待處理圖像。三教學(xué)內(nèi)容基于特征點(diǎn)的圖像配準(zhǔn)：首先提取圖像信息的特征點(diǎn)，然后以這些特征點(diǎn)為模型進(jìn)行配準(zhǔn)。通過特征點(diǎn)計(jì)算變換參數(shù)的基礎(chǔ)是兩個(gè)一一對(duì)應(yīng)的點(diǎn)集，一個(gè)點(diǎn)集來自參考圖像，另一個(gè)來自待配準(zhǔn)圖像。Matlab中使用特征點(diǎn)進(jìn)行圖像配準(zhǔn)包括以下步驟：（一）將圖像讀入到matlab空間。（二）使用cpselect函數(shù)制定圖像中的成對(duì)特征點(diǎn)，并保存特征點(diǎn)。（三）指定要使用的變換類型，并根據(jù)特征點(diǎn)對(duì)推測(cè)參數(shù)。利用cp2tform函數(shù)對(duì)圖像的對(duì)應(yīng)點(diǎn)生成變換結(jié)構(gòu)，利用imtransform函數(shù)完成空間變換。（四）對(duì)沒有對(duì)準(zhǔn)的圖像進(jìn)行變換，使之對(duì)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)七

醫(yī)學(xué)圖像融合一教學(xué)目的（一）理解影像融合的意義。（二）掌握常用影像融合方法。（三）熟練運(yùn)用matlab軟件進(jìn)行融合操作。二教學(xué)要求計(jì)算機(jī)、Matlab2012b軟件、待處理圖像。三教學(xué)內(nèi)容（一）使用圖像像素值極大（?。┓ㄟM(jìn)行圖像融合。（二）使用圖像像素加權(quán)法進(jìn)行圖像融合。（三）使用傅里葉變換法進(jìn)行圖像融合。實(shí)驗(yàn)八

fMRI原理及SPM軟件應(yīng)用(一)一教學(xué)目的（一）熟悉廣義的fMRI和狹義的fMRI。（二）熟悉SPM軟件工作流程。二教學(xué)要求計(jì)算機(jī)、Matlab2012b軟件、待處理圖像。三教學(xué)內(nèi)容（一）格式轉(zhuǎn)換。（二）slicetime（時(shí)間層校正）。（三）realign（頭動(dòng)校正）。（四）normalise（配準(zhǔn)）。（五）smooth（平滑）。（六）統(tǒng)計(jì)分析。（七）結(jié)果顯示。實(shí)驗(yàn)九

fMRI原理及SPM軟件應(yīng)用(二)一教學(xué)目的（一）熟悉SPM軟件預(yù)處理數(shù)據(jù)的缺點(diǎn)。（二）熟悉DPARSF處理靜息態(tài)fMRI的方法。二教學(xué)要求計(jì)算機(jī)、Matlab2012b軟件、待處理圖像。三教學(xué)內(nèi)容（一）靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)預(yù)處理流程。（二）靜息態(tài)fMRI局部指標(biāo)。（三）靜息態(tài)fMRI連接指標(biāo)。Ⅲ教學(xué)組織與方法一實(shí)施機(jī)構(gòu)：由醫(yī)學(xué)影像學(xué)系影像診斷教研室執(zhí)行。二組織內(nèi)容：教案講義審核、集體教學(xué)備課、教學(xué)方法研究、教學(xué)手段應(yīng)用。三教學(xué)方法1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)：示教重點(diǎn)內(nèi)容，核心程序先進(jìn)行講解，具體的設(shè)計(jì)由同學(xué)自行完成，可分組進(jìn)行討論，普通X線機(jī)等設(shè)備同學(xué)自己設(shè)計(jì)測(cè)量，輔助現(xiàn)代教育技術(shù)和傳統(tǒng)教學(xué)手段。2.實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：醫(yī)學(xué)影像學(xué)實(shí)驗(yàn)室。教師由影像診斷學(xué)教研室委派。3.輔導(dǎo)形式：實(shí)驗(yàn)教師核心程序講解、同學(xué)獨(dú)立完成完整程序、現(xiàn)場(chǎng)答疑、實(shí)驗(yàn)報(bào)告總結(jié)分析等。四考核辦法