《医学图像处理》理论教学大纲 (供四年制本科医学影像技术专业使用)

《医学图像处理》理论教学大纲

（供四年制本科医学影像技术专业使用）

I前百

医学图像处理是医学影像技术专业重要专业课，其主要任务是：培养学生掌握常见医学图像

后处理方法、Matlab软件的安装及使用、医学图像处理的基础知识、医学图像的基本运算、各

种医学图像增强技术、医学图像分割原理和目的、医学图像配准知识、医学图像融合知浜、功能

磁共振（fMRI）的基础知识以及SPM软件在fMRI中的应用。熟练使用基于Matlab平台的各种图

像处理方法，了解fMRI图像后处理的最新动态及法发展趋势，为今后从事影像技术操作、图像

处理和分析以及科学研究打下坚实的基础。图像是影像分析、影像诊断和影像研究的基锚，图像

处理技术是获取高质星图像的基础，在影像技术工作中具有非常重要的意义。

本大纲适用于四年制本科医学影像技术专业使用，现将大纲使用中有关问题说明如下：

一为了使教师和学生更好地掌握大纲，大纲每一章节均由教学目的、教学要求和教学内容三部

分组成。教学目的注明教学目标，教学要求分掌握、熟悉和了解三个级别，教学内容与教学

要求级别对应，并统一标示（核心内容即知识点以下划实线，重点内容以下划虚线，一般内

容不标示）便于学生重点学习。

二本大纲是对教学提出的基本要求，其内容可通过讲课、实验或其他方式进仃教学，讲授时不

一定按此顺序，具体内容后期可根据情况作调整。

三总教学参考学时为54学时，其中理论18学时，实验36学时：理论与实验学时之比1:2。

四理论教材：《医学图像处理》复旦大学出版社，聂生东等主编，2010年.

实验教材：《医学影像图像处理实践教程》清华大学出版社，邱建峰等主编，2013年.

II正文

第一讲概论

-教学目的

熟悉医学图像处理的研究意义、若干相关概念、医学图像处理的内容以及常用软件。

二教学要求

（■）掌握医学图像处理的研究意义。

（二）掌握图像数字化过程，采样和量化与图像质量关系。

（三）熟悉医学图像处理的内容。

（四）掌握Matlab和SPM的相关知识。

三教学内容

（一）图像处理的研究意义,常用图像后处理方法（MPR、CPR、MIP、MinIP、VR、VE、DSA和CAD

等）。

（二）模拟图像和数字图像，图像数宁化过程,采样和量化与图像质量关系。

（三）图像处理的主要内容

（四）Matlab、SPM和MIMICS软件的相关知识。

第二讲医学图像处理基础

一教学目的

讲解数字图像的各种类型，图像文件格式，灰度直方图以及Matlab基础知识。

二教学要求

（-）掌握位图与矢量图的区别，常用的位图分类。

（二）掌握实际应用中常见的BMP、DICOM.JPEG图像文件格式。

（三）掌握图像灰度直方图的概念、特点和性质，熟悉灰度直方图的应用实例。

（四）掌握Matlab数据类型、常用命令，了解Matlab中标点符号的特殊功能。

三教学内容

复习实验一

（一）位图与矢量图特点，常用位图分类（二值图像、灰度图像、索引颜色图像和色彩色图像）。

（二）BMP>DICOM.TIF、GIF、PCX和JPEG图像文件格式。

（三）灰度直方图的概念、特点和性质以及应用实例。

（四）Matlab数据类型、常用命令和标点符号的特殊功能。

第三讲医学图像运算

一教学目的

介绍图像灰度运算、代数运算和几何运算。

二教学要求

（-）掌握灰度的线性变换方程。

（二）掌握图像的加法、减法运算。

（三）掌握图像插值的目的，熟悉图像的三种插值算法。

（四）掌握图像平移、缩放、旋转和剪切运算。

三教学内容

复习实验二

（一）灰度运算的概念*基本特点.，…灰度线性一分段线性•、…韭线性点运算，线性变换方程。

（二）图像加法、减法、乘法和除法运算。

（三）图像的几何运算特点，图像插值的目的，三种插值算法。

（四）图像的平移、缩放、旋转和剪切运算。

第四讲医学图像增强

一教学目的

介绍各种图像增强技术。

二教学要求

（一）掌握直方图均衡化。

（-）掌握图像常见噪声模型及去噪滤波器。

（三）掌握图像均值滤波和中值滤波的特点及优缺点。

（四）熟悉基于微分和基于边缘检测算子的锐化滤波。

（五）了解低通滤波器和高通滤波器。

三教学内容

复习实验三

（一）图像增强的目的及方法，直方图增强概述，直方图均衡化，

（二）图像空域滤波增强的概述，图像噪声，matlab中添加不同类型噪声的方法。

（三）平滑滤波的特点，均值滤波、中值滤波的优缺点。

（四）锐化滤波慨述•，…基土微分的锐化方法.、…塞王边线检测篁子:的锐化方法加

（五）频域滤波增强，低通滤波器，高通滤波器。

复习实验五

（-）医.学图像配迤的概述一应用背嶷、与融合的关系及临床应用。

（.-）•配港方法的类型?…配涯的基本过.程

（三）图像配造的原理，基本空间变换,参数的优化搜索。

（四）图像配准的主要方法，基于特征的配准方法：直法、线法、表面法；基于灰度的配准方

法：力矩和主轴法、相关法、最大互信息法；图谱法。

（五）图像配准的评估。

第七讲医学图像融合

一教学目的

介绍医学图像融合的理论基础、主要方法和融合评估。

二教学要求

（-）掌握图像融合的概念，融合与配准的关系。

（二）掌握灰度值极大或极小融合法，灰度值加权融合法。

（三）熟悉基于傅里叶变换的图像融合。

（四）了解融合效果评价方法。

三教学内容

复习实验七

（一）图像融合的概念，融合分类，融合与配准的关系。

（二）基于图像空域的融合方法，灰度值极大或极小送一灰度值加权法

（三）基于频域的融合方法，傅里吐变换图像融合，小波变换图像融合.

（四）医学图像融合效果评价。

笫八讲fMRI原理及SPM软件应用（一）

-教学目的

介绍fMRI相关知识和SPU软件的工作流程。

二教学要求

（-）熟悉广义fMRI和狭义fMRI。

（二）熟悉BOLD成像原理、实现及临床应用。

（三）熟悉SPM软件格式转换、时间层校正、头动校正、配准、平滑。

（四）了解SPY软件统干分析和结果显示。

三教学内容

（一）fMRI概念，广义fMRI和狭义fMRI。

（--）敢LP•成像原理、实现方式以及临床应用。

（三）邹!介级，…软件界面?..工作流程

（四）SPM软件统计分析和结果显示。

第九讲fMRI原理及SPM软件应用（二）

一教学目的

介绍静息态功能磁共振（rs-fMRI）图像处理方法。

二教学要求

（一）了解SPM软件预处理数据的缺点。

（二）了解静息态fMRI处理软件DPARSF。

（三）了解DPARSF数据预处理流程。

（四）了解静息态fMRI局部指标。

（五）了解静息态fMRI连接指标。

三教学内容

复习实验8

（-）SEM•软件预处理数据的缺点a.

（二）静息态fMRL处理软件PEARSE?..

（三）死巡笠.数堀预处理流程，…

（四）静息态fMRI局部指标ReHo和ALFF。

（五）静息态fMRI连接指标FC、ICA。

in教学组织与方法

一实施机构：由医学影像学系影像诊断学教研室执行。

二组织内容：教案讲义审核、集体教学备课、教学方法研究、教学手段应用。

三教学方法

1理论教学：采用启发式、讨论式、交换式课堂教学方式，辅助现代教育技术和传统教学

手段。核心内容以讲授为主，重点内容以介绍为主，一般内容以自学为主。

2实验教学：理论与实践相结合，是该课程最重要的学习方式，编写程序实现图像处理功

能。

3辅导形式：辅导讲义，课堂答疑，网络查询等。

四考核办法：考试采用闭卷笔试。教学测量：理论考试占60%,出勤情况占5%,实验占35机

IV教学时数分配表

教学时

讲课内容实验内容时数类型

手段数

概论CAI2医学图像处理初步认识4设计型

医学图像处理基础CAI2医学图像处理基础4设计型

医学图像运算CAI2医学图像运算4设计型

医学图像增强CAI2医学图像增强4设计型

医学图像分割CAI2医学图像分割4设计型

1.医学图像配准

医学图像配准与融合CAI48设计型

2.医学图像融合

1.fMRI原理及SPM软件应