醫(yī)學(xué)成像理論、

CT成像原理教學(xué)探討泰山醫(yī)學(xué)院放射學(xué)院影像技術(shù)教研室—邱建峰醫(yī)學(xué)影像成像原理

醫(yī)學(xué)影像成像理論

醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)

醫(yī)學(xué)成像技術(shù)名稱、教材與歷史沿革：名稱、教材與歷史沿革：X線攝影學(xué)袁聿德主編人民衛(wèi)生出版社93年/97年醫(yī)學(xué)影像成像原理李月卿主編人民衛(wèi)生出版社02年十五規(guī)劃教材09年第二版醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)實驗王鵬程主編人民軍醫(yī)出版社07年十一五規(guī)劃教材醫(yī)學(xué)影像成像理論李月卿主編人民衛(wèi)生出版社03年現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)包尚聯(lián)主編北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)高尚凱主編清華大學(xué)出版社醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)張澤寶主編

人民衛(wèi)生出版社CT原理與算法莊天戈磁共振成像原理俎棟林醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)美馬克夫斯基名稱、教材與歷史沿革：課程設(shè)置影像醫(yī)學(xué)與核醫(yī)學(xué)本科專業(yè)第三學(xué)年第一學(xué)期專業(yè)基礎(chǔ)課專業(yè)課程的引入108學(xué)時/108學(xué)時/32學(xué)時/64學(xué)時理論90學(xué)時實驗18學(xué)時醫(yī)學(xué)影像及其相關(guān)信息形成過程的物理原理X線平片：X線本質(zhì)、特點—產(chǎn)生—與物質(zhì)的相互作用—X線影像成像的原理—X線影像的形成—X線影像的特點--X線影像的質(zhì)量控制核磁共振影像：核磁共振現(xiàn)象—核磁共振成像—核磁共振影像重建—核磁共振成像相關(guān)因素—核磁共振影像質(zhì)量控制授課內(nèi)容：成像理論系統(tǒng)評價質(zhì)量控制圖像識別（圖像處理）相關(guān)影像技術(shù)授課內(nèi)容：授課內(nèi)容：成像理論X線成像（平片、透視）數(shù)字X線成像（CR、DR、DSA）X-CT成像MRI成像US成像RNI成像放射技術(shù)—放射學(xué)—影像學(xué)—信息學(xué)成像系統(tǒng)的評價評價：系統(tǒng)性能的高低圖像質(zhì)量的好壞成像應(yīng)用范圍的寬窄對人體的損傷程度（安全性）性價比授課內(nèi)容：評價手段系統(tǒng)評價函數(shù)圖像質(zhì)量參數(shù)MTF分辨率DQE噪聲ROC對比度QAQCQA>QC>QEQA管理規(guī)范與優(yōu)化QC主動控制與調(diào)節(jié)QE被動測試與分析授課內(nèi)容：MRIQE方法評價體系（其他成像設(shè)備：MTF/DQE/ROC）（主要依賴單個參數(shù)分析）計算方法（測量體模MRI圖像,公式分析）工具（體模）水模（綜合體模/表面線圈體模/流動體模/方水模/原水模等）醫(yī)學(xué)圖像的識別基礎(chǔ)（基于圖像的理解與認識）方法和工具（圖像后處理、處理、分析）授課內(nèi)容：對比度增強直方圖改善平滑處理邊緣增強。。。。。。HighContrastInvert&ZoomCTMR3DFusionfromCTandMR

相關(guān)影像技術(shù)數(shù)字化性能提升CADPACS授課內(nèi)容：CAD對乳腺微小化的檢 測靈敏度為100%（偽陽性數(shù)：0.57/image)； 腫瘤檢測靈敏度為58%CADCADPACS一點個人看法重點突出，內(nèi)容簡化重視數(shù)學(xué)基礎(chǔ)加強醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像處理等相關(guān)課程的聯(lián)系重視圖表與實驗必做實驗項目選做實驗項目屏-片系統(tǒng)的一維調(diào)制傳遞函數(shù)的測試鉛當(dāng)量的測量焦點的極限分辨率與散焦值的測試利用ALVIM體模進行數(shù)字乳腺攝影的ROC分析數(shù)字X線成像系統(tǒng)及PACS系統(tǒng)見習(xí)屏-片系統(tǒng)的噪聲等價量子數(shù)和量子檢出效率測試CT成像見習(xí)膠片特性曲線的制作及特性值測試核磁共振成像見習(xí)與信號可視化基于Web技術(shù)的簡易PACS系統(tǒng)構(gòu)建CT、核磁共振的質(zhì)量控制CT投影數(shù)據(jù)采集、反投影重建超聲診斷儀成像光電倍增管特性曲線的測定磁共振圖像質(zhì)量評價計算機輔助診斷見習(xí)SPECT成像、PET成像見習(xí)CT成像原理教學(xué)探討概述掃描方式、投影與數(shù)據(jù)采集螺旋CT重建方法質(zhì)量控制X-CTcomputedtomography

tomo:Greektomos[section]希臘語tomos[切面]graphy:Latin-graphia,fromGreek,fromgraphein.computerizedaxialtomography(CAT)計算機控制〔橫〕軸向〔X線〕斷層〔掃描〕術(shù)第一節(jié)成像原理一、概述放射學(xué)與計算機科學(xué)的結(jié)合--技術(shù)飛躍放射學(xué)影像學(xué)與普通X線成像的本質(zhì)區(qū)別透射像斷層像Hounsfield和Cormack因發(fā)明CT獲得1979年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎。

CentralResearchLaboratories,EMI

LondonG.N.Hounsfield

A.M.Cormack

TuftsUniversity

Medford,MA,USAElectricandMusicalIndustries

百代唱片公司傅里葉變換

卷積

迪拉克函數(shù)-抽樣

Radon變換重建方法：傅里葉(Fourier)生平1768年生于法國1807年提出“任何周期信號都可用正弦函數(shù)級數(shù)表示”1829年狄里赫利第一個給出收斂條件拉格朗日反對發(fā)表1822年首次發(fā)表在“熱的分析理論”一書中傅利葉變換是將任意一周期信號或非周期信號變換成用其自身頻率特性表述的一種形式，使信號的變化與頻率變化之間建立內(nèi)在的聯(lián)系，從分析頻率特性的角度來揭示信號本身的變化觀律。如圖所示的矩形波信號，經(jīng)過傅里葉變換成頻率變化的形式。變換域（頻域）實質(zhì)是一種分析方法是其他變換的基礎(chǔ)應(yīng)用廣泛傅里葉變換（FT）卷積兩個信號卷積的定義為：卷積是一種數(shù)學(xué)運算卷積的物理意義沖激函數(shù)的性質(zhì)篩選

篩選特性JohannRadonBorn:16Dec1887inTetschen,Bohemia(nowDecin,CzechRepublic)

Died:25May1956inVienna,AustriaHeworkedontheCalculusofvariations,DifferentialgeometryandMeasuretheory.常用的重建算法二維傅利葉變換法（中心切片理論）普通反投影反投影法平行線束濾波反投影去偽影重建（雷登變換）扇形線束卷積反投影

投影重建迭代法（數(shù)值迭代）

擬和逼近法（算術(shù)擬和）二維傅里葉變換法二維傅里葉變換法將各個投影進行一維傅里葉變換，再把各角度上的變換結(jié)果匯集起來，在變換成極坐標上補足求得的傅里葉變換的頻域曲面，再改為空間直角坐標。按公式進行二維傅里葉反變換后即可得到重建圖像。

二維傅里葉變換法是最理想的圖像重建方法之一。但該方法需要進行正、反兩次傅里葉變換，計算量比較大，在實際應(yīng)用中不易實現(xiàn)。1．二維傅里葉變換法二維傅里葉變換法理論依據(jù)：中心切片理論優(yōu)點：算法精確缺點：復(fù)雜耗時，運算量龐大定義密度函數(shù)f（x，y）在某一方向上的投影函數(shù)gθ（R）的一維傅里葉變換函數(shù)Gθ（p），是密度函數(shù)f（x，y）的二維傅里葉變換F（p，θ）在p，θ平面上沿同一方向過原點直線上的值。中心切片理論中心切片理論的證明特殊情況

θ=900一般情況中心切片的應(yīng)用指出了投影重建圖像的可能性二維傅里葉變換法如果我們在不同角度下取得足夠多的投影函數(shù)數(shù)據(jù)，并進行傅里葉變換，那么變換后的數(shù)據(jù)將充滿整個（u，v）平面。得到頻域函數(shù)F（u，v）的全部值，將其進行傅里葉反變換，得到原始的密度函數(shù)f（x，y）即所要的圖像。填充（u，v）平面需要按照角度填充，即篩選角度，完成這一步驟需要做極坐標轉(zhuǎn)換。空間域雷登空間極坐標頻率域2、反投影法反投影法(backprojection)又稱總和法，是利用投影數(shù)值近似地復(fù)制出值的二維分布。基本原理是將所測得的投影值按其原路徑平均的分配到每一點上，各個方向上投影值反投影后，在影像處進行疊加，從而推體出原圖像。反投影法反投影法算法舉例根據(jù)反投影算法x1=p5=5 x6=p2+p3+p5=18 …平均化處理，除以投影線數(shù)目 xi=xi/6000005200100000056237181271108136250.8310.3300.51.16321.160.061.661.330.160.510.330.83反投