[临床医学]医学成像技术与图像处理绪论.ppt

医学成像技术与图像处理,内容,医学影像诊断医学成像技术及设备概论试验部分（8学时）,学习材料：讲义考试形式课程论文（50%)1论文的规范程度（10）：包括中文摘要、关键词、前言、正文、结论、展望、参考文献，每少一项扣两分。2思路阐述清晰程度，对前沿科学问题的把握程度（30分）：核心问题阐述清楚，能够把握科学的前沿问题，能提出自己见解（25-30分）；核心问题阐述基本清楚，能够把握科学的前沿问题（20-24分）；核心问题阐述不很清楚，前沿科学问题把握不够准确（20以下）3参考文献新颖程度、数量及档次（10分）：新颖程度：09-11年，5分；06-08年，4分；03-05年，3分；03年前，2分。数量：大于等于15篇，5分；10-14篇，3分；少于9篇，1分。程序试验（50%）实验报告,要点：,生物医学成像和图像处理的地位和作用生物医学成像和图像处理的发展概况和应用数字图象处理的发展概况和应用数字图象处理系统简介主要参考文献主要网上资源,课程内容：生物医学成像 生物医学图象处理,生物医学成像及图像处理在生命科学研究、医学诊断、临床治疗等方面起着重要的作用，X射线、CT、MRI的发现或发明者获得诺贝尔奖，就是其重要价值的印证。医学成像及图像处理设备占医院投资中的比例越来越高。仅GE公司下属的北京航卫2003年生产的中低档CT，销售额就达30亿元。发达国家高度重视。以美国为例，它是NSF，NIH的重要资助领域，近年美国还成立了NIBIB机构专门资助医学成像和生物医学工程领域的研究。,伦琴因发现X射线获得首届诺贝尔物理学奖。,Hounsfield和Cormack因发明CT获得1979年诺贝尔医学和生理学奖。,Bloch和Purcell因发现NMR现象获得1952年诺贝尔物理学奖。,Nuclear Magnetic Resonance,发明MRI中Fourier重建方法的Ernst获得1991年诺贝尔化学奖。,Lauterbur和Mansfield因发明MRI方法获得2003年诺贝尔医学和生理学奖。,X-Ray,MRI,MRI,MRI,PET,超声图象,超声图象,超声图象,Photo courtesy Philips Research,超声图象,Photo courtesy Philips Research,DSA,红外图象,红外图象,医学图象,医学图象,Radiologist,MRI,NeuroPhysiologist,EMG,Physician,Diagnosis,Chemist,Neurologist,Pathologist,Cardiologist,EEG,ECG,CT,US,UV,TLC,HPLC,ISE,FFM,Diagnosing Disease,Imaging System,Processing,Display,Spectroscopy,Detection,ImageFormation,Radiationor Energy,Human NeckPlane:SagittalSequence:Spin Echo,Wrist ImageCoil:Asym STSSequence:Spin EchoSlice:CoronalTR/TE:2000/27 ms FOV:8 cmThk:1.5 mmMatrix:256x256Nex:1,Hydrocephalus,MRI Center,University of Rochester Medical School,Image Contrast(T2),SIGNAL,TE,White,Tumor,MRI Center,University of Rochester Medical School,Proton NMR Spectroscopy in Multiple Sclerosis,PM Matthews,Neurology 41:1252(1991),CHOCholineCrCreatineNAAN-acetyl aspartateLALactate,Active Plaque,Normal-AppearingWhite Matter,Multispectral Tissue Classification,T1,T2,3D Histogram,SegmentedImage,Fletcher,Barsotti,Hornak,Magn.Reson.Med.29:623(1993),Morphological Image Processing,Chen,Dougherty,Totterman,Hornak,Magn.Reson.Med.29:358(1993),Motor Activation-Right Index Finger Movement,1 Hz2 Hz3 Hz,Schlaug,et al,1995,Harvard Medical School and Beth Israel Hospital,Asymmetry of Auditory Regions in Musicians with Perfect Pitch,Schlaug,et al,Science 267:699(1995),Mammography乳腺造影术,Benign lesion-Fibroadenoma,Colonoscopy with spiral CT,Spiral scan,CT(by Picker),3D图象,生物医学图像处理的基础 数字图像处理前导课程：电路基本理论 信号与系统 数字信号处理相关课程：计算机图形学 计算机视觉,百闻不如一见,One picture is worth more than ten thousand words.Anonymous,人类通过眼、耳、鼻、舌、身接受信息，感知世界。约有75%的信息是通过视觉系统获取的。数字图象处理是用数字计算机处理所获取视觉信息的技术。,数字图象处理的发展概况和应用,发展概况：（1）二十世纪二十年代：图象远距离传输。（2）二十世纪五十年代：数字计算机发展到一定水平，数字图象处理引起巨大关注。（3）1964年：美国喷气推进实验室用计算机对“徘徊者七号”太空船发回的大批月球照片进行处理。数字图象处理应用从空间研究计划扩展到生物医学，工业生产，军事侦察等领域。,图象处理最先应用于空间探索,图象处理最先应用于空间探索,（4）二十世纪六十年代末：数字图象处理较完整的理论体系已形成，成为一门新兴的学科。（5）二十世纪六十年代至八十年代：随着离散数学理论的创立和完善，数字图象处理理论和方法进一步完善，应用范围更加广泛。（6）二十世纪八十年代以来：数字图象处理向更高级的方向发展：实时性，智能化，普及化，网络化，低成本。,应用领域：通信：图象传输，电视电话，HDTV等。宇宙探测：星体图片处理。遥感：地形、地质、矿藏探查，森林、水利、海洋、农业等资源调查，自然灾害预测，环境污染的监测，气象云图。生物医学：CT，NMR，PET，SPECT，DSA，X射线成象，B超，红外图象，显微图象。工业生产：产品质量检测，生产过程控制，CAD，CAM。,应用领域：军事：军事目标侦察，制导系统，警戒系统，自动火器控制，反伪装等。公安：现场照片，指纹，手迹，印章，人像等处理和鉴别。档案：过期的文字、图片档案的修复和处理。机器人视觉娱乐：电影特技，动画，广告，MTV等。,应用举例非生物医学领域,空间探索,地球资源勘探,遥感图片,气象预报,气象云图气象预报,计算机合成图像,计算机合成图像,广告设计,影视,点击按钮播放视频,动画,网页设计,军事应用目标跟踪,军事应用隐形飞机、定位轰炸,军事应用,军事应用,交通监控自动驾驶,数字图象处理系统简介,输入及数字化设备,计算机系统,显示及记录设备,输入及数字化设备摄象机鼓式扫描器平台式光密度计视频卡扫描仪数码相机DV,显示及记录设备图象显示器鼓式扫描器图象拷贝机绘图仪激光打印机喷墨打印机,图象记录介质,纸胶片照片缩微胶片幻灯片录象带磁盘光盘电影,主要参考文献,Kenneth R.Castleman,Digital Image Processing，清华大学出版社，1998。“MATLAB 6.X图像处理”（孙兆林，清华大学出版社，2002）。（实验教材）R.C.冈萨雷斯等，数字图像处理，电子工业出版社，2003。章毓晋，图象处理和分析，清华大学出版社，1999。容观澳，计算机图象处理，清华大学出版社，2000。荆仁杰等，计算机图象处理，浙江大学出版社，1990。余松煜，周源华，吴时光，数字图象处理，电子工业出版社。周新伦，柳健，刘华志，数字图象处理，国防工业出版社，1986。,IEEE Transactions on Medical ImagingMedical PhysicsPhysics in Medicine and BiologyIEEE Transactions on CommunicationsIEEE Transactions on ComputersIEEE Transactions on Information TheoryIEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence IEEE Transactions on System,Man and Cybernetics IEEE Transactions on Acoustics,Speech and Signal Processing Pattern RecognitionComputer Vision,Graphics,and Image Processing,主要网上资源,Yahoo Signal and Image Processing Links:http:/Image and Signal Processing Links:http:/icsl.ee.washington.edu/links/dsp.html,Terms,CT:computerized tomographyMRI:magnetic resonance imaging PET:positron emission tomography SPECT:single photon emission tomography DSA:digital subtraction angiographyPACS:picture archiving and communication system,Terms,Computer graphic:计算机图形学Computer vision:计算机视觉,