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医学图像处理

医学图像处理. 许 向 阳. 华中科技大学计算机学院 医学图像信息研究中心. 2007 年 3 月 6 日. 第一章 绪论. 1.1 医学影像处理和分析的重要性 1.2 医学图像处理的发展概况 1.3 医学图像的解读基础 1.4 医学图像处理的研究内容 1.5 学习和研究的可用资源. 1.1 医学影像处理和分析的重要性. 生命科学研究 医学诊断 临床治疗. 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。. 伦琴因发现 X 射线获得 首届诺贝尔物理学奖。.

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  1. 医学图像处理 许 向 阳 华中科技大学计算机学院 医学图像信息研究中心 2007年3月6日

  2. 第一章 绪论 • 1.1 医学影像处理和分析的重要性 • 1.2 医学图像处理的发展概况 • 1.3 医学图像的解读基础 • 1.4 医学图像处理的研究内容 • 1.5 学习和研究的可用资源

  3. 1.1 医学影像处理和分析的重要性 • 生命科学研究 • 医学诊断 • 临床治疗 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。

  4. 伦琴因发现X射线获得 首届诺贝尔物理学奖。

  5. Hounsfield和Cormack因发明CT获得1979年诺贝尔医学和生理学奖。

  6. Bloch和Purcell因发现NMR现象获得1952年诺贝尔物理学奖。

  7. 发明MRI中Fourier重建方法的Ernst获得1991年诺贝尔化学奖。

  8. Lauterbur和Mansfield因发明MRI方法获得2003年诺贝尔医学和生理学奖。

  9. 1.1 医学影像处理和分析的重要性 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。 NIH，National Institutes of Health 美国国立卫生研究院 NSF，National Sanitation Foundation 美国国家卫生基金会 NIBIB , National Institute for Biomedical Imaging and Bioengineering 生物医学影像和生物工程研究所

  10. 1.1 医学影像处理和分析的重要性 • 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。

  11. 1.2 医学图像处理的发展概况 看不见的时代 传统看病： 望、闻、问、切（以定性为主）

  12. 1.2 医学图像处理的发展概况 19—20世纪 ：看到病变 • 结构成像 X-ray CT

  13. 1.2 医学图像处理的发展概况 • 功能成像 20世纪90年代 ：看到功能 fMRI：功能核磁共振成像 PET ： 正电子断层成像 SPECT：单光子发射断层成像

  14. 1.2 医学图像处理的发展概况 21世纪：看到细胞、分子的变化 • 分子成像 • 光学成像 • 核磁共振成像 • 核素成像

  15. 1.3 医学图像的解读基础 解剖学姿势，方位术语 冠平面 轴平面 横断面 矢平面

  16. 1.3 医学图像的解读基础 冠平面

  17. 1.3 医学图像的解读基础 垂直轴 矢状轴 人体解剖学，第六版

  18. 1.3 医学图像的解读基础 人体骨骼结构前面观

  19. 1.3 医学图像的解读基础 人体骨骼结构后面观

  20. 1.3 医学图像的解读基础 头颈部螺旋CT扫描三维重建图像，自足侧向头侧观，可见颅颈交界部的解剖结构

  21. 1.3 医学图像的解读基础 颜面部螺旋CT扫描三维重建图像，自前向后侧观，可见双眶，鼻腔，上下颌骨的三维立体结构

  22. X-Ray

  23. MRI

  24. MRI 脑轴向图 [美]迪安（Dean.D)等著， 楚宪襄等译，人体断面解剖学与医学影像学图谱，2002年

  25. PET

  26. 超声图象

  27. 超声图象

  28. Ultrasound examination during pregnancy 超声图象 Photo courtesy Philips Research

  29. 3D ultrasound images 超声图象 Photo courtesy Philips Research

  30. DSA

  31. 红外图象

  32. 红外图象

  33. 医学图象

  34. 医学图象

  35. Diagnosing Disease CT UV ISE MRI HPLC US Chemist Radiologist TLC Pathologist Neurologist FFM EEG Physician Neuro Physiologist Cardiologist EMG ECG Diagnosis

  36. Imaged Object End User Imaging System Radiation or Energy Display Image Formation Detection Spectroscopy Processing

  37. Human Neck Plane: Sagittal Sequence: Spin Echo

  38. Wrist Image Coil: Asym STS Sequence: Spin Echo Slice: Coronal TR/TE: 2000/27 ms FOV: 8 cm Thk: 1.5 mm Matrix: 256x256 Nex: 1

  39. Hydrocephalus MRI Center, University of Rochester Medical School

  40. Image Contrast (T2) SIGNAL Tumor White TE

  41. MR Angiography Head S/I Projection MRI Center, University of Rochester Medical School

  42. Proton NMR Spectroscopy in Multiple Sclerosis Normal-Appearing White Matter Active Plaque CHO Choline Cr Creatine NAA N-acetyl aspartate LA Lactate PM Matthews, Neurology 41:1252 (1991)

  43. Multispectral Tissue Classification T1 3D Histogram Segmented Image T2  Fletcher, Barsotti, Hornak, Magn. Reson. Med. 29:623 (1993)

  44. Normal Osteoporosis Cystic Sclerotic Morphological Image Processing Chen, Dougherty, Totterman, Hornak, Magn. Reson. Med. 29:358 (1993)

  45. %  100 75 50 25 Motor Activation - Right Index Finger Movement 1 Hz 2 Hz 3 Hz Schlaug, et al, 1995, Harvard Medical School and Beth Israel Hospital

  46. Asymmetry of Auditory Regions in Musicians with Perfect Pitch Schlaug, et al, Science267:699 (1995)

  47. Mammography 乳腺造影术 Benign lesion - Fibroadenoma

  48. CT (by Picker) Spiral scan Colonoscopy with spiral CT

  49. 3D图象

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