醫(yī)學成像技術(shù)與圖像處理緒論

醫(yī)學成像技術(shù)與圖像處理內(nèi)容醫(yī)學影像診斷醫(yī)學成像技術(shù)及設(shè)備概論試驗部分（8學時）學習材料：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，每少一項扣兩分。2思路闡述清晰程度，對前沿科學問題的把握程度（30分）

：核心問題闡述清楚，能夠把握科學的前沿問題，能提出自己見解（25-30分）；核心問題闡述基本清楚，能夠把握科學的前沿問題（20-24分）；核心問題闡述不很清楚，前沿科學問題把握不夠準確（20以下）3．參考文獻新穎程度、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（50%）實驗報告要點：生物醫(yī)學成像和圖像處理的地位和作用生物醫(yī)學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)簡介主要參考文獻主要網(wǎng)上資源課程內(nèi)容：生物醫(yī)學成像生物醫(yī)學圖象處理生物醫(yī)學成像及圖像處理在生命科學研究、醫(yī)學診斷、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，就是其重要價值的印證。醫(yī)學成像及圖像處理設(shè)備占醫(yī)院投資中的比例越來越高。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30億元。發(fā)達國家高度重視。以美國為例，它是NSF，NIH的重要資助領(lǐng)域，近年美國還成立了NIBIB機構(gòu)專門資助醫(yī)學成像和生物醫(yī)學工程領(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獎。Hounsfield和Cormack因發(fā)明CT獲得1979年諾貝爾醫(yī)學和生理學獎。Bloch和Purcell因發(fā)現(xiàn)NMR現(xiàn)象獲得1952年諾貝爾物理學獎。NuclearMagneticResonance發(fā)明MRI中Fourier重建方法的Ernst獲得1991年諾貝爾化學獎。Lauterbur和Mansfield因發(fā)明MRI方法獲得2003年諾貝爾醫(yī)學和生理學獎。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)學圖象醫(yī)學圖象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-AppearingWhiteMatterMultispectralTissueClassificationT1T2

3DHistogramSegmentedImageFletcher,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： 電路基本理論信號與系統(tǒng)數(shù)字信號處理相關(guān)課程：計算機圖形學計算機視覺百聞不如一見Onepictureisworthmorethantenthousandwords. Anonymous

人類通過眼、耳、鼻、舌、身接受信息，感知世界。約有75%的信息是通過視覺系統(tǒng)獲取的。數(shù)字圖象處理是用數(shù)字計算機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）二十世紀二十年代：圖象遠距離傳輸。（2）二十世紀五十年代：數(shù)字計算機發(fā)展到一定水平，數(shù)字圖象處理引起巨大關(guān)注。（3）1964年：美國噴氣推進實驗室用計算機對“徘徊者七號”太空船發(fā)回的大批月球照片進行處理。數(shù)字圖象處理應(yīng)用從空間研究計劃擴展到生物醫(yī)學，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，成為一門新興的學科。（5）二十世紀六十年代至八十年代：隨著離散數(shù)學理論的創(chuàng)立和完善，數(shù)字圖象處理理論和方法進一步完善，應(yīng)用范圍更加廣泛。（6）二十世紀八十年代以來：數(shù)字圖象處理向更高級的方向發(fā)展：實時性，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：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，環(huán)境污染的監(jiān)測，氣象云圖。生物醫(yī)學：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，生產(chǎn)過程控制，CAD，