第十章-医学成像原理及处理1

第十章-医学成像原理及处理1第十章医学成像原理及处理第二节医学成像系统前言——医学成像概述10.2.2常规X射线摄影10.2.3X射线计算机断层成像10.2.4磁共振成像10.2.5核医学成像1.医学成像定义：医学成像是指医学影像数据的形成过程，也指形成医学影像的技术或装置。2.共同特征：能量发射源，效应组织，探测器，处理器，显示器。3.分类：(1)X射线影像(2)核磁共振成像(3)核素显像(4)超声成像(5)阻抗成像(6)热、微波成像前四种用途最广泛，容易推广普及，称为四大医学成像。(7)光学成像前言——医学成像概述(a)CT图像(b)MR...

第十章医学成像原理及处理第二节医学成像系统前言——医学成像概述10.2.2常规X射线摄影10.2.3X射线计算机断层成像10.2.4磁共振成像10.2.5核医学成像1.医学成像定义：医学成像是指医学影像数据的形成过程，也指形成医学影像的技术或装置。2.共同特征：能量发射源，效应组织，探测器，处理器，显示器。3.分类：(1)X射线影像(2)核磁共振成像(3)核素显像(4)超声成像(5)阻抗成像(6)热、微波成像前四种用途最广泛，容易推广普及，称为四大医学成像。(7)光学成像前言——医学成像概述(a)CT图像(b)MR图像(c)PET图像图10－2三种类型医学影像(a)、(b)反映了头部的解剖学结构——形态学成像(c)反映了脑功能的生理变化——功能成像4.不同类型的医学影像具有优势互补作用表10-1医学影像类型比较医学图像分类主要形式描述内容结构图像：描述人体的生理解剖结构X摄影、CT组织密度分布超声成像(UI)组织声阻抗的变化磁共振成像(MRI)磁共振核密度分布及弛豫特征功能图像：描述人体在不同状态下组织器官的功能活动状况核医学成像(RI)(SPECT，PET)组织器官生理代谢功能功能磁共振成像(fMRI)人脑的功能活动多普勒成像(DFI)血液流量成像其他类型成像阻抗成像(EIT)体内阻抗或阻抗变化量热、微波成像体表红外信号和体内微波辐射信号光学成像利用光学及电视技术观察人体部分器官的形态10.2.2常规X射线摄影常规X射线摄影(投影X射线摄影):透视&摄影包括：1.荧光透视成像系统、2.胶片摄影系统、3.数字X射线摄影、4.数字减影血管技术1.荧光透视成像系统(1)原理：将穿透人体X射线照射到荧光屏上，显示出明暗不同的荧光像。(2)传统透视的缺点：暗室中操作，临床医生受到X射线的辐射，并且不能保存客观记载。荧光像亮度低、分辨力差等。(3)影像增强管原理,图像亮度高，清晰度高但视野小(4)X-射线电视(X-TV)组成：影像增强器摄像机监视器控制器优点：X射线剂量低亮度高，能够远离现场观察提高了影像清晰度和信噪比便于观察诊断便于进行动态记录和观察原理：增感屏—胶片方式2．胶片摄影系统增感屏—胶片结构片基感光乳胶荧光增强屏:由基层、荧光体层、保护层和反射层(吸收层)等四层组成。→3．数字X射线摄影把X射线投影图像数字化利用数字图像处理技术改善图像质量降低对患者的照射剂量数字化图像便于存贮、检索和通信数字X射线成像系统CR(computedradiography)系统数字透视DF(digitalfluorography)系统DR(directradiography)系统X射线影像板激光扫描光电倍增管A/D数字图像X射线影像增强管X-TVA/D数字图像直接数字X射线摄影(directDR,DDR)间接数字X射线摄影(indirectDR,IDR)4．数字减影血管技术减影就是除去与血管重叠的背景结构、从感兴趣区(regionofinteresting,ROI)别离出清晰的血管的方法。(1)数字减影工作原理时间减影：用作减影的两帧图像是在不同时刻获得的掩摸-充盈图像=减影图像缺点：运动伪影能量减影如：,且KL=1,那么：—骨组织图像如：,且KL=1,—软组织图像那么：(2)空间数字滤波(3)数字减影系统硬件组成：(1)模／数转换器；　(2)对数型转换器；(3)数字图像处理机(计算机)；(4)图像输出设备，包括显示器、打印和存储。锐化图像，突出轮廓——高通滤波平滑图像，消除噪声——低通滤波10.2.3X射线计算机断层成像1917年奥地利数学家Radon从理论上证明，利用X射线投影数值可以重建二维断层解剖图像或三维图像。1972年英国制成用于临床脑组织检查的世界上第一台X-CT机(头部CT)X-CT(X-raycomputedtomography,X-CT)各种现代医学成像技术都与X-CT图像重建有类似之处，如MR和ECT等，掌握该技术的原理和方法很重要。1.CT原理利用X射线辐射源投射欲成像的人体器官，从多个观测角度获取目标的一系列投影数据后，经过数据处理，并与图像显示技术相结合，从而得到人体器官的断层图像或三维可视化图像。CT的本质：分布成像——投影(射线和)数据采集早期CT扫描方式：——单束平移—旋转扫描目前CT成像系统用扇形射线束、环形探测器、电子扫描CT图像重建反射投影法滤波反射投影法扇形束数据转换成平行束数据，使之满足重建算法的条件。2．CT数值(1)人体衰减系数,CT值定义气道：-1骨质：-1水及软组织：-1K称为扩大常数,K=1000W-1=19m-1(73keV)(2)CT数值相关因素①由于衰减系数与波长有关，因此CT值与X射线管电压有关。不同型号的CT机所测得的CT值是有差异的，但其相对值是恒定的；②CT值与密度和质量电子密度而变，或更确切地说与体积电子密度有关。表10-3几种组织的CT数值(K=500,1000)CT值单位:亨(H)窗口技术CT值范围:2000H(-1000H~+1000H)(1)根据人眼对灰度的识别和分辨能力，没必要将CT图像灰度分为2000级。(2)如将2000H分成一定的灰度级(32or64)，会降低图像的分辨率，丧失图像信息。将显示的CT值限制在一个窄的范围(窗口)内可以解决这个问题，相当于把感兴趣部位的比照度增强，而把无关紧要部位的比照度压缩(甚至不显示)，使感兴趣区的CT值差异小的组织能得到分辨，从而提高对组织细微结构的观察，这种限制性显示工作称为窗口技术，即把某一段CT值扩大到整个CRT的灰度等级。窗宽(windowwidth,WW)所显示CT值范围；WW=CTmax-CTminCT>CTmax,全白CT

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