醫(yī)學(xué)圖像處理概述

天津醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)圖像處理主講教師：郭麗天津醫(yī)科大學(xué)隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的日益成熟以及各種各樣的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備在醫(yī)院中的廣泛使用,可以便捷無(wú)損地獲取到人體內(nèi)部組織信息圖像,如何通過(guò)圖像處理技術(shù)對(duì)這些信息進(jìn)行有效的處理,用于輔助醫(yī)生的診斷甚至進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃等,具有重大的社會(huì)效益和廣泛的應(yīng)用前景。正是在這種形勢(shì)下,結(jié)合醫(yī)學(xué)影像專業(yè)開設(shè)了《醫(yī)學(xué)圖像處理》課程。

為什么開設(shè)這門課？天津醫(yī)科大學(xué)教學(xué)的基本要求:了解醫(yī)學(xué)圖像的基本特點(diǎn)和圖像處理的基本概念,了解圖像處理技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的情況以及圖像處理和分析的基本組成模塊;能夠利用VB完成各種醫(yī)學(xué)圖像信息處理,

包括醫(yī)學(xué)圖像的增強(qiáng)、空間變換、邊緣檢測(cè)、分割和目標(biāo)分析和顯示等操作。天津醫(yī)科大學(xué)課程考核平時(shí)成績(jī)（占30%）：論文閱讀（翻譯或者總結(jié)報(bào)告）程序＋總結(jié)報(bào)告課程演講和討論考勤期末考查（占70%）：以圖像處理程序?yàn)橹魈旖蜥t(yī)科大學(xué)參考資料《醫(yī)學(xué)影像處理與分析》

田捷等編著

電子工業(yè)出版社2003年《醫(yī)學(xué)影像圖像處理》康曉東主編人民衛(wèi)生出版社，2009年3月天津醫(yī)科大學(xué)參考資料數(shù)字圖像處理（第二版），RafaelC.

Gonzalez&RichardE，阮秋琦等譯；電子工業(yè)出版社，2002“DigitalImageProcessing”,RafaelC.

Gonzalez&RichardE.Woods,

Addison-Wesley,2002天津醫(yī)科大學(xué)主要內(nèi)容醫(yī)學(xué)圖像處理導(dǎo)論圖像后處理圖像的基本處理及運(yùn)算圖像增強(qiáng)與代數(shù)運(yùn)算醫(yī)學(xué)圖像應(yīng)用算法綜合程序設(shè)計(jì)天津醫(yī)科大學(xué)第一章醫(yī)學(xué)圖像處理導(dǎo)論

醫(yī)學(xué)圖像的研究意義圖像的若干概念數(shù)字圖像的若干指標(biāo)圖像的基本數(shù)學(xué)表達(dá)式數(shù)字圖像的采樣什么是圖像處理？

圖像使我們?nèi)祟惸芨兄绞澜缱詈玫捏w現(xiàn)。視覺(jué)讓我們?nèi)祟惸芨兄屠斫庵車氖挛?/p>

人類是最主要的視覺(jué)真是體驗(yàn)著。并不是所有的動(dòng)物都有人類這樣的視覺(jué)

圖像理解圖像分析和計(jì)算機(jī)視覺(jué)電子的復(fù)制了人類視覺(jué)效果天津醫(yī)科大學(xué)自然界奇觀145321.松鼠的視覺(jué)2.鯊魚的視覺(jué)

3.狗的視覺(jué)

4.貓的視覺(jué)

5.海龜?shù)囊曈X(jué)天津醫(yī)科大學(xué)輔助醫(yī)生診斷通過(guò)圖形圖像技術(shù),可以對(duì)醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行縮放、旋轉(zhuǎn)、對(duì)比度調(diào)節(jié)、三維重建等處理,便于醫(yī)生從多角度、多層次進(jìn)行觀察和分析,對(duì)病變區(qū)進(jìn)行定性定量分析,從而提高醫(yī)療診斷的準(zhǔn)確性和正確性。仿真多角度掃描這一應(yīng)用在CT掃描中有著重要意義,由于X射線對(duì)人體的損害較大,因此不可能對(duì)患者進(jìn)行多角度的掃描,通過(guò)三維圖形圖像技術(shù),可以對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行多角度重組,仿真多角度掃描。該技術(shù)也稱為虛擬切割。1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義應(yīng)用范圍天津醫(yī)科大學(xué)放射治療在這個(gè)領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)技術(shù)主要用來(lái)進(jìn)行精確定位,根據(jù)影像數(shù)據(jù)得到的圖像,確定進(jìn)行放射性治療的特定部位,從而引導(dǎo)儀器進(jìn)行精確定位,避免正常組織遭受不必要的放射性照射。手術(shù)教學(xué)訓(xùn)練

通過(guò)斷層掃描技術(shù)可以獲得一系列人體某個(gè)部分的二維切片圖像。對(duì)這些切片數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)三維重建,能夠獲得人體部位的三維模型,醫(yī)生可以對(duì)三維模型進(jìn)行手術(shù)仿真。在虛擬環(huán)境中進(jìn)行手術(shù),不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的意外,能夠提高醫(yī)生的協(xié)作能力,尤其在修補(bǔ)術(shù)方面有著重要的應(yīng)用前景。1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義應(yīng)用范圍天津醫(yī)科大學(xué)輔助手術(shù)計(jì)劃和手術(shù)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)計(jì)劃系統(tǒng)根據(jù)患者影像數(shù)據(jù)在術(shù)前規(guī)劃手術(shù)方案,甚至進(jìn)行手術(shù)模擬,以提高手術(shù)成功的幾率。計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)根據(jù)患者在術(shù)前的影像數(shù)據(jù)構(gòu)建手術(shù)部位的解剖空間,并將其和由定位技術(shù)控制的實(shí)時(shí)手術(shù)空間相重疊,由此引導(dǎo)手術(shù)按預(yù)定的正確進(jìn)程進(jìn)行。這個(gè)系統(tǒng)常和計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)計(jì)劃系統(tǒng)結(jié)合在一起使用。由于計(jì)算機(jī)的介入,使得傳統(tǒng)的外科手術(shù)可以更加精確,對(duì)患者的損傷更加微小。1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義應(yīng)用范圍天津醫(yī)科大學(xué)虛擬內(nèi)窺鏡

現(xiàn)有的內(nèi)窺鏡技術(shù)存在一個(gè)共同的缺陷,就是必須往患者體內(nèi)插入內(nèi)窺探頭。一般來(lái)說(shuō),探頭都是機(jī)械裝置,因而會(huì)給患者帶來(lái)很大的痛苦。計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)為減輕這一痛苦帶來(lái)了可能,這就是虛擬內(nèi)窺鏡技術(shù)。虛擬內(nèi)窺鏡技術(shù)可以檢查傳統(tǒng)方法無(wú)法到達(dá)的區(qū)域,甚至深入實(shí)體內(nèi)部進(jìn)行觀察,還具有交互性、局部細(xì)節(jié)放大、可重復(fù)觀察等優(yōu)勢(shì)。1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義應(yīng)用范圍天津醫(yī)科大學(xué)

治療規(guī)劃在這個(gè)領(lǐng)域中,計(jì)算機(jī)技術(shù)主要用于在患者治療期間觀察藥物、放射或其他治療所引起的身體病變部位的局部變化,對(duì)療效進(jìn)行評(píng)估,并根據(jù)評(píng)估結(jié)果有效調(diào)整治療方案。遠(yuǎn)程醫(yī)療實(shí)現(xiàn)在Internet上發(fā)布PACS系統(tǒng)產(chǎn)生的基于DICOM標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)學(xué)圖像,使用瀏覽器顯示、處理醫(yī)學(xué)圖像,有利于遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)、區(qū)域間PACS系統(tǒng)和HIS(HospitalInformationSystem,醫(yī)院信息系統(tǒng))系統(tǒng)融合及醫(yī)療信息系統(tǒng)集成的應(yīng)用和發(fā)展,集中體現(xiàn)了遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義應(yīng)用范圍天津醫(yī)科大學(xué)全自動(dòng)細(xì)胞DNA定量分析檢測(cè)系統(tǒng)1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義天津醫(yī)科大學(xué)1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義天津醫(yī)科大學(xué)MRI1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義天津醫(yī)科大學(xué)PET1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義天津醫(yī)科大學(xué)超聲圖象1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義天津醫(yī)科大學(xué)三維超聲圖象1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義天津醫(yī)科大學(xué)DSA1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義天津醫(yī)科大學(xué)紅外圖象1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義天津醫(yī)科大學(xué)紅外圖象1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義天津醫(yī)科大學(xué)正常囊腫硬化骨質(zhì)疏松癥1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義天津醫(yī)科大學(xué)螺旋CT的結(jié)腸鏡掃描

螺旋掃描1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義天津醫(yī)科大學(xué)乳腺造影術(shù)1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義天津醫(yī)科大學(xué)航空航天登月、火星照片處理1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義-其他應(yīng)用天津醫(yī)科大學(xué)航空航天飛機(jī)遙感、衛(wèi)星遙感1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義-其他應(yīng)用天津醫(yī)科大學(xué)航空航天氣象預(yù)報(bào)1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義-其他應(yīng)用天津醫(yī)科大學(xué)通訊領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)：多媒體通訊電話、電視、計(jì)算機(jī)三網(wǎng)合一1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義-其他應(yīng)用天津醫(yī)科大學(xué)工業(yè)印刷電路板機(jī)器人視覺(jué)零件檢測(cè)郵政信件的自動(dòng)檢測(cè)工業(yè)探傷。。。1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義-其他應(yīng)用天津醫(yī)科大學(xué)金屬腐蝕程度？1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義-其他應(yīng)用天津醫(yī)科大學(xué)圖紙矢量化(Vectoring)歷史圖紙的數(shù)字化圖紙生產(chǎn)管理主要技術(shù)點(diǎn)陣表示—>矢量表示地質(zhì)勘探部署圖1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義-其他應(yīng)用天津醫(yī)科大學(xué)圖紙矢量化主要技術(shù)追蹤

點(diǎn)的鄰域特征;

交叉點(diǎn)問(wèn)題(利用曲線的光滑性)細(xì)化(Thinning):單像素寬度1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義-其他應(yīng)用天津醫(yī)科大學(xué)軍事公安導(dǎo)彈制導(dǎo)偵察照片的處理指紋識(shí)別、人臉識(shí)別……車牌自動(dòng)識(shí)別1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義-其他應(yīng)用天津醫(yī)科大學(xué)1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義-其他應(yīng)用氣象預(yù)報(bào)氣象云圖天津醫(yī)科大學(xué)1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義-其他應(yīng)用計(jì)算機(jī)合成圖像

天津醫(yī)科大學(xué)1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義-其他應(yīng)用動(dòng)畫

娛樂(lè)天津醫(yī)科大學(xué)1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義-其他應(yīng)用軍事目標(biāo)跟蹤隱形飛機(jī)、定位轟炸天津醫(yī)科大學(xué)三維實(shí)景虛擬1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義-其他應(yīng)用天津醫(yī)科大學(xué)三維實(shí)景虛擬居室虛擬1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義-其他應(yīng)用天津醫(yī)科大學(xué)自然景觀模擬美人魚1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義-其他應(yīng)用天津醫(yī)科大學(xué)人眼虹膜識(shí)別系統(tǒng)1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義-其他應(yīng)用天津醫(yī)科大學(xué)人臉識(shí)別：最友好、直接的系統(tǒng)1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義-其他應(yīng)用天津醫(yī)科大學(xué)1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義-其他應(yīng)用天津醫(yī)科大學(xué)主要學(xué)科計(jì)算機(jī) 圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)和模式識(shí)別 圖像圖像（人）符號(hào)數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)圖像理解圖像處理圖像理解（轉(zhuǎn)換）模式識(shí)別計(jì)算機(jī)視覺(jué)新新新理工技論具術(shù)客觀世界圖像分析1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義-相關(guān)學(xué)科天津醫(yī)科大學(xué)

（1）

圖像處理

（2）圖像識(shí)別

（3）圖像理解

1.1醫(yī)學(xué)圖像的研究意義天津醫(yī)科大學(xué)圖像采集圖像復(fù)原形態(tài)學(xué)處理分割表示&描述