生物医学工程基础生医图象2-林江莉.pptxVIP

生物医学图象(Biomedical Image);第一部分：医学成像;1.5 X射线断层成象;The History;X-CT的发展历程;X-CT成像的演变;第一幅脑CT图象;一.投影X线成像技术 ; 2.X线的性质;3. X线与人体组织的作用;最早的X线成像方法是靠投影成像 投影成像分为： 透视： 荧光透视成像系统 摄影： 胶片摄影系统;第一代的荧光透视接收器;采用影像增强管 影像增强管的引入是透视X射线成像系统的一项重大改进。 ;现代的投影X射线成像设备;用摄影胶片代替透视的荧光屏 X射线在胶片上形成潜影，经过显影、定影，将影像固定在胶片上 临床中使用屏-胶片系统：它是由涂上感光乳胶的胶片和与胶片紧密接触的一个或两个荧光增强屏组成的。 X射线的能量由增强屏吸收，并将大约5～20%转变为光线，使胶片曝光。这样胶片曝光所需的实际X射线辐射剂量大幅度地降低。但……产生一定的模糊 数字X射线摄影 ;数字电视X射线???影系统;重叠：三维物体结构投影在一个二维平面上 办法：设法获取某一指定断面的图像，或者是人为突出人体中某种结构（如血管、骨骼）的形象。 ; 三、 数字减影技术DSA ; 四、运动断层摄影;五. X线计算机断层摄影（X-CT） ; X射线被准直后成为一条很窄的射线束。当X射线管沿一个方向平移时，与之相对应的检测器也跟着作平移运动。这样，射线束就对整个感兴趣的平面进行了一次扫描，检测器接收到了与脏器衰减系数直接相关的投影数据。;平移旋转扫描; 假设用一种单一能量的X线照射厚度为d的物体，其入射射线强度为Io，透射后的强度为I，则有： μ称为线性衰减系数，表示特定能量的X射线照射某种特定的物质时单位距离上的衰减分数。;;1)能鉴别出较小的衰减系数差，从而提高了对软组织的诊断能力。从CT图像上能识别出与周围组织的衰减系数只差0.5%的病灶。 2)能精确地测定出组织的X射线衰减系数值，从而对组织性质做出判断。 3)可做出人体任意部位的断面图像，并利用计算机图像处理技术构造出人体结构的三维图像。; 根据投影数据计算出原始图像 迭代法和反投影法 (1)迭代法:用逐次近似法来求解联立方程组 目的：寻找二维分布度函数f(x,y) 具体做法为：先假设一个最初的密度分布(如假设所有各点的值为0)，根据这个假设得出相应的投影数据，然后与实测到的数据进行比较。; 如果不符，就根据所使用的迭代程序进行修正，得出一个修正后的分布。这就是第一次迭代过程。以后，就可以把前一次迭代的结果作为初始值，进行下一次迭代。在进行了一定次数的迭代后，如果认为所得结果已足够准确，则图像重建过程就到此结束。; 右图给出了一幅由四个象素组成的图像，若四个象素的值分别为5、7、6、2。则可以分别获得6个投影数据，包括两个水平方向，两个垂直方向和两个对角线方向，分别是7、11、9、13、12和8。这就是所能得到的所有的已知数据。 ; 迭代开始，先令所有的重建单元的值为0，第一步计算出垂直方向的投影值，分别都是0，如右上图。把这个计算值与实测值11和9相比较后，将其差值除以2以后分别加到相应的单元上去，就可得到垂直方向的迭代结果，如右下图。 ; 在此基础上可以再做水平方向的迭代，此时有计算值10、10，实测值为12、8，将它们比较后求出差值，分别加到有关的象素上去，结果是： ; 最后再作对角线方向的迭代，就得到了所要求的真实数据。实际上，要求重建的矩阵很大，因此选代算法是非常耗费时间的。 ;基本做法： 把每次测得的投影数据原路反投影到射线经过的各个象素上。也就是说，指定投影线上所有各象素点的值等于所测得的投影值。 ;1/16/2023; 将测得的投影数据与一个“核函数”作卷积运算，然后再用所得的结果作反投影。 选择“核函数” 序列[-1/3，1，-1/3]，用这个序列与测量到的投影数据[0，1，0]做卷积运算后可得到一个新的序列[-1/3，1，-1/3]，用这个序列数据作反投影;卷积：设序列x(n),h(n),它们的卷积和y(n)定义为： ;1/16/2023;(4)傅立叶滤波反投影法;Fourier Transform;周期函数的Fourier级数;直流系数;1D Fourier Transform ;1D Discrete Fourier Transform（1D DFT）;2D Fourier Transform;2D DFT;FT性质;1/16/2023;Fourier变换;v;;Fourier Slice Theorem;;;;;;;;;;例：反投影;例：反投影（完全：未滤波）;滤波