數(shù)字圖像處理的應用-ct

X斷層掃描技術(CT)group-3??contects??引入CT技術簡介CT中的數(shù)字圖像處理及應用參考文獻1.引入2011.11.11日，我坐了40分鐘公交，到開封第二人民醫(yī)院，放射影像科找在那里實習的同學玩他給我演示了“64排螺旋CT掃描儀”的操作以及后期圖像處理分析的過程。?^放射影像科^到達開封第二人民醫(yī)院放置儀器的房間，有放射性哦我同學&CT掃描儀后期圖像處理的軟件，東芝Aquilion/64CTAquilion軟件中的圖像處理工具及模式專業(yè)的鍵盤，右邊是快捷控制按鈕根據(jù)掃描數(shù)據(jù)重建的3D圖像3D的圖像可以根據(jù)需要調(diào)整各種角度觀察對象演示如何去掉3維圖像中的雜物這是我看到的比較有趣的圖，這是一名已婚女性的腹部正面透視圖，大家猜猜圖中的亮環(huán)是神馬呢？2.CT技術簡介英文全稱：electroniccomputerX-raytomographytechniqueCT是一種功能齊全的病情探測儀器，它是電子計算機X射線斷層掃描技術簡稱。CT成像基本原理CT是用X線束對人體某部一定厚度的層面進行掃描，由探測器接收透過該層面的X線，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽夂?，由光電轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娦盘?，再?jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（analog/digitalconverter）轉(zhuǎn)為數(shù)字，輸入計算機處理。圖像形成的處理有如對選定層面分成若干個體積相同的長方體，稱之為體素（voxel），見圖。掃描所得信息經(jīng)計算而獲得每個體素的X線衰減系數(shù)或吸收系數(shù)，再排列成矩陣，即數(shù)字矩陣（digitalmatrix），數(shù)字矩陣可存貯于磁盤或光盤中。經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器（digital/analogconverter）把數(shù)字矩陣中的每個數(shù)字轉(zhuǎn)為由黑到白不等灰度的小方塊，即象素（pixel），并按矩陣排列，即構成CT圖像。所以，CT圖像是重建圖像。每個體素的X線吸收系數(shù)可以通過不同的數(shù)學方法算出。CT的設備構成(一)掃描機架(二)檢查床檢查床主要功能是將病人的檢查部位送入掃描孔。(三)高壓發(fā)生器主要為X線管提供高電壓，根據(jù)高壓發(fā)生器的整流頻率可分為低頻，中頻和高頻，由于高頻的高壓發(fā)生器輸出的電流波形較平直，且效率高，體積小，故現(xiàn)在的CT多采用高頻高壓發(fā)生器。(四)計算機系統(tǒng)CT有兩個主要的計算機系統(tǒng)。一是主計算機，一是陣列處理器。主計算機負責控制整個系統(tǒng)的運行，包括機架、床的運動、X線的產(chǎn)生、數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、數(shù)據(jù)收集以及各部件間的信息交換；陣列處理器則負責圖像重建。隨著計算機技術的提高，運算速度加快，也有些CT的圖像重建全部由主計算機處理(五)圖像的顯示、存儲及輸出設備掃描得到的結果，一般由計算機從硬盤調(diào)出并顯示在屏幕上，利用相應的軟件，我們可通過調(diào)節(jié)窗寬、窗位使病灶顯示更加清晰，符合診斷的要求。螺旋CT(SpiralCT,SCTorHelicalCT,HCT)常規(guī)CT掃描檢查床為步進移動方式。即CT掃描采集數(shù)據(jù)時，病人掃描部位處于靜止狀態(tài)，第一次掃描采集結束后，待檢查床移動至下一層面，再進行第二次掃描采集數(shù)據(jù)。如此反復進行，每次掃描只能發(fā)生一幅橫斷面圖（圖1-A）。螺旋CT掃描時，病人躺在檢查床上以勻速進入CT機架，同時X線球管連續(xù)旋轉(zhuǎn)式曝光。。螺旋的意思為掃描過程中圍繞病人X線束的軌跡呈螺旋狀（圖1-B）。螺旋CT有以下優(yōu)勢：⑴掃描速度快一般部位的掃描可在10~20s內(nèi)完成，或在病人一次屏氣狀態(tài)完成數(shù)據(jù)采集，方便危重病人及嬰幼兒患者的檢查，并可自動跟蹤在對比劑達到峰值時啟動掃描，節(jié)省對比劑用量。⑵提高病灶檢出率和CT值測量的準確性由于SCT采集的是容積數(shù)據(jù)，可消除呼吸運動偽影；避免遺漏小病灶，并可以采取任何位置或任何方向重建?？梢员ＷC以病灶為中心；避免部分容積效應。⑶多功能顯示病灶SCT可重建出高質(zhì)量的三維圖像和血管造影圖像，在某些部位獲得仿真內(nèi)窺鏡圖像，具有CT透視功能，可指導介入手術等。A.為常規(guī)CT掃描B.為螺旋CT掃描CT檢查技術

患者臥于檢查床上，擺好位置，選好層面厚度與掃描范圍，并使掃描部位伸入掃描架的孔內(nèi)，即可進行掃描。大都用橫斷面掃描，層厚用5或10mm，特殊需要可選用薄層，如2mm?；颊咭粍?，胸、腹部掃描要停止呼吸。因為輕微的移動或活動可造成偽影，影響圖像質(zhì)量。

CT檢查分類（一）平掃是指不用造影增強或造影的普通掃描。一般都是先作平掃。（二）造影增強掃描是經(jīng)靜脈注入水溶性有機碘劑，如60%～76%泛影葡胺60ml后再行掃描的方法。血內(nèi)碘濃度增高后，器官與病變內(nèi)碘的濃度可產(chǎn)生差別，形成密度差，可能使病變顯影更為清楚。方法分團注法、靜滴法和靜注與靜滴法幾種。（三）造影掃描是先作器官或結構的造影，然后再行掃描的方法。例如向腦池內(nèi)注入碘曲侖8～10ml或注入空氣4～6ml行腦池造影再行掃描，稱之為腦池造影CT掃描，可清楚顯示腦池及其中的小腫瘤?！肺冈煊啊犯共看髣用}造影》肩關節(jié)造影》胰管與腸壁數(shù)字X線攝影技術一、數(shù)字圖象傳統(tǒng)X線是X線透過人體組織器官后空間位置的平面投影，記錄的信息是連續(xù)的X線信息，灰度在025-3、0之間。是非量化的模擬圖形。A/D轉(zhuǎn)換器是實現(xiàn)X線圖形向數(shù)字化的關鍵部件，把模擬圖形信號變成數(shù)字圖形信號。經(jīng)計算機處理后的數(shù)字信號在經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)化成模擬信號，在顯示屏上顯示。數(shù)字圖像系統(tǒng)基本結構X線PACS被照體影像板影像讀取裝置X線影像-數(shù)字信號影像處理裝置各種影像處理影像記錄裝置數(shù)字信號-光信號控制計算機熒光影像存儲裝置光盤磁帶激光打印機膠片X線圖像矩陣化像素化過程CT中的數(shù)字圖像數(shù)字圖象所有像數(shù)陣列為數(shù)字圖象矩陣，是2維數(shù)組。像數(shù)構成數(shù)字圖形的最小單元，像數(shù)=陣列行X列數(shù)每個像數(shù)大小約0、139mmX0139mmX線數(shù)字圖形的質(zhì)量參數(shù)主要有像數(shù)、矩陣、密度分辨力、空間分辨力、灰階、圖象尺寸、SNR、DQE等。密度分辨力 量化后的二進制整數(shù)灰度值又稱灰度級，或灰階?；译A由2N決定，N又稱位(bit)，用來表示像素的灰度精確度，如210灰度級表示灰度范圍從1到1024級。圖像的灰度范圍稱圖像的灰度分辨力，也叫對比度分辨力或密度分辨力。位數(shù)大，圖像表現(xiàn)出的灰階范圍大，圖像的密度分辨力就高，如圖所示。21、24、28灰階顯示圖像對比空間分辨力同視野范圍內(nèi)（尺寸相同），圖像采樣的矩陣越大，像素數(shù)目越多，圖像所反映的細節(jié)單元就越小，空間分辨力也就越高，X線探測器矩陣單元的大小決定X線圖像的空間分辨力，空間分辨力是像素單元可分辨的最小尺寸。

0.1M、10M、50M像素顯示對比3.CT中的數(shù)字圖像處理技術（一）分類：X線成像系統(tǒng)讀出裝置的自動前處理、軟件的后處理，影像工作站的軟件的再處理。1.硬件前處理：是獲得高清數(shù)字圖像的重要保證，保證整個成像系統(tǒng)在很寬的動態(tài)范圍內(nèi)自動獲得最佳密度和對比度的圖像。2.影像系統(tǒng)的后處理：又稱層次處理和諧調(diào)處理。是用適當圖像處理技術對感興趣區(qū)域密度、對比度、邊緣銳利度進一步處理，使復合診斷要求。3.再處理：根據(jù)具體病例選擇合適的顯示方式與層面。數(shù)字X線檢查影像后處理（二）數(shù)字圖像后處理技術一個是調(diào)諧處理：包括旋轉(zhuǎn)量（GA)、調(diào)諧曲線（GT）、旋轉(zhuǎn)中心（GC）、移動量（GS）。

另一個是空間頻率處理：包括頻率等級RN、頻率增強RE、頻率類型RT。1.協(xié)調(diào)處理（UnsharpMarker,UM）用來均衡圖像不同區(qū)域的灰度范圍，使圖像在同一灰度階下顯示更多的密度差異信息。主要通過線性或非線性的灰度函數(shù)變換來實現(xiàn)?；叶茸儞Q曲線介紹（1）GT（gammatype）伽馬曲線基本形態(tài)如圖所示：灰度變換曲線介紹A線：線性對比度變化，產(chǎn)生大寬容度的線性層次，用于大密度范圍。B~J線：非線性曲線，用于頭，頸，胸肺，乳腺，腹部和盆腔。K~L線：非線性高對比曲線，用于減影技術。M線：線性黑白反轉(zhuǎn)。N線：為胃腸造影專門設定的曲線（密度區(qū)別大）。O線：主要用于優(yōu)化骨骼的曲線，用于骨骼嚗光。P線：主要用于優(yōu)化胸部肺視野區(qū)域產(chǎn)生的微小密度變化的影響。灰度變換曲線介紹（1）GT（gammatype）伽馬曲線基本形態(tài)如圖所示：減影技術灰度變換曲線介紹（2）GS（gradationshift）灰度曲線平移，線性變換，用來該變整幅圖像的密度。GS在-1.44~1.44之間，曲線左移圖像密度增加，右移則減小，通過細微調(diào)節(jié)可獲得最優(yōu)化密度?；叶茸儞Q曲線介紹（3）GC（gyrationcenter）感興趣區(qū)的密度值中心點，選擇0.3~2.6，離GC點越遠對比度的改變越顯著，如圖，選GC=2.0（也可用灰度測量工具測出，或通過公式：GC=灰度級×2.64÷1024算出）。（4）GA（rotationamount）旋轉(zhuǎn)量，0.1~4.0。GA曲線越陡峭，圖像對比度越大。當