图像处理一绪论new1 ppt课件

生物医学图象处理生物医学图象处理 课程内容：课程内容： 生物医学成像生物医学成像 生物医学图象处理生物医学图象处理 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、医学诊断、临床治疗等方面起着重要的 作用，作用，X X射线、射线、CTCT、MRIMRI的发现或发明者获的发现或发明者获 得诺贝尔奖，就是其重要价值的印证。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。仅比例越来越高。仅GEGE公司下属的北京航卫公司下属的北京航卫 20032003年生产的中低档年生产的中低档CTCT，销售额就达销售额就达3030亿亿 元。元。 发达国家高度重视。以美国为例，它是发达国家高度重视。以美国为例，它是NSFNSF ，NIHNIH的重要资助领域，近年美国还成立了的重要资助领域，近年美国还成立了 NIBIBNIBIB机构专门资助医学成像和生物医学工机构专门资助医学成像和生物医学工 程领域的研究。程领域的研究。 伦琴因发现伦琴因发现X X射线获得射线获得 首届诺贝尔物理学奖。首届诺贝尔物理学奖。 HounsfieldHounsfield和和CormackCormack因发明因发明CTCT获得获得 19791979年诺贝尔医学和生理学奖。年诺贝尔医学和生理学奖。 BlochBloch和和PurcellPurcell因发现因发现NMRNMR现象获现象获 得得19521952年诺贝尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。 发明发明MRIMRI中中FourierFourier重建方法的重建方法的ErnstErnst 获得获得19911991年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。 LauterburLauterbur和和MansfieldMansfield因发明因发明MRIMRI方法方法 获得获得20032003年诺贝尔医学和生理学奖。年诺贝尔医学和生理学奖。 First Generation One detector Translation-rotation Parallel-beam (From G. Wang) Second Generation Multiple detectors Translation-rotation Small fan-beam (From G. Wang) Third Generation Multiple detectors Translation-rotation Large fan-beam (From G. Wang) Fourth Generation Detector ring Source-rotation Large fan-beam 演示csim 重建算法 (From G. Wang) Third & Fourth Generations (From Picker) (From Siemens) E-Beam CT Scanner Speed: 50, 100 ms Thickness: 1.5, 3, 6, 10 mm ECG trigger cardiac images (From Imatron) Spiral CT Scanner Gantry Data acquisition system Table Computer Parallel processors Control console Storage units Tapes, disks Recording device Network interface X-ray generator Heat exchanger(From Elscint) X-Ray X-Ray MRI MRI MRI MRI MRIMRI PETPET 超声超声图象图象 超声诊断 超声超声图象图象 超声超声图象图象 Photo courtesy Philips Research Ultrasound examination during pregnancyUltrasound examination during pregnancy 超声超声图象图象 Photo courtesy Philips Research 3D ultrasound images3D ultrasound images 肾脏多普勒 超声诊断 DSADSA 红外图象红外图象 红外图象红外图象 医学图象医学图象 医学图象医学图象 Imaging SystemImaging System EndEnd UserUser ProcessingProcessing DisplayDisplay SpectroscopySpectroscopy ImagedImaged ObjectObject DetectionDetection ImageImage FormationFormation RadiationRadiation or Energyor Energy Human NeckHuman Neck Plane:Plane:SagittalSagittal Sequence:Sequence: Spin EchoSpin Echo Wrist ImageWrist Image Coil:Coil:AsymAsym STS STS Sequence:Sequence: Spin EchoSpin Echo Slice:Slice:CoronalCoronal TR/TE:TR/TE:2000/27 ms 2000/27 ms FOV:FOV:8 cm8 cm ThkThk: :1.5 mm1.5 mm Matrix:Matrix:256x256256x256 NexNex: : 1 1 HydrocephalusHydrocephalus MRI Center, University of Rochester Medical School MR AngiographyMR Angiography Head S/I Projection MRI Center, University of Rochester Medical School Multispectral Multispectral Tissue ClassificationTissue Classification T T1 1 T T2 2 3D Histogram3D Histogram SegmentedSegmented ImageImage Fletcher, Barsotti, Hornak, Magn. Reson. Med. 29:623 (1993) Morphological Image ProcessingMorphological Image Processing Chen, Dougherty, Totterman, Hornak, Magn. Reson. Med. 29:358 (1993) Normal Cystic Sclerotic Osteoporosis Motor Activation - Right Index Finger MovementMotor Activation - Right Index Finger Movement 1 Hz2 Hz3 Hz % 100 75 5 0 25 Schlaug, et al, 1995, Harvard Medical School and Beth Israel Hospital Asymmetry of Auditory Regions inAsymmetry of Auditory Regions in Musicians with Perfect Pitch Musicians with Perfect Pitch Schlaug, et al, Science 267:699 (1995) MammographyMammography 乳腺造影术乳腺造影术 Benign lesion - Fibroadenoma Colonoscopy with spiral CT Colonoscopy with spiral CT Spiral scanSpiral scan CT (by Picker)CT (by Picker) 3D3D图象图象 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。 微型内窥镜微型内窥镜 最新型的M2A微型内窥镜，可以像 药丸一样服下 M2A微型内窥镜的内部结构：1、光学圆盖 2、透镜固 定环 3、透镜 4、照明发光二极管 5、互补金属氧化 物半导体成像器 6、电池 7、专用集成电路 8、天线 微型内窥镜微型内窥镜 内窥镜影像内窥镜影像-溃疡性腺癌溃疡性腺癌 内窥镜影像内窥镜影像-皮革状胃皮革状胃 Terms CT: computerized tomography MRI: magnetic resonance imaging PET: posi