常规检查手段。 二超声成像 超声可以探查出非常细微的病变组织，是线摄影的有力补充。超声成像也 是除了线以外使用最为广泛的医学成像工具。超声成像依据的是脉冲回波技 术，这个技术和雷达技术相似。在第二次世界大战时期发展起来的雷达和声纳的 基础上，应用超声脉冲反射原理发展了各种超声成像技术，后来又发展了超声多 普勒技术和超声计算机断层技术。目前，三维超声成像技术也在发展之中。 超声波成像从发明到现在已经有了很大的进步。目前已经从过去的单探头发 展成为今天的探测器阵列，从模拟系统发展到全数字化和图像实时显示系统。 超声仪使用的成像物质波源是震动频率在人的听觉范围以外的机械震动波。 所以，超声成像是用不可见的也听不到的超声波能量实现的人体成像，不象射 线，超声波对人体无辐射伤害。人们常说的超只是超声波成像仪的种。它适 合对人体解剖结构和血流进行成像。由于超声成像安全可靠，价格低廉，所以在 临床诊断和介入治疗中都得到了迅速发展，成为目前临床上广泛使用的四大医学 影像设备之。超声成像的缺点是图像对比度差，图像的重复性依赖于操作人员。 另外，超声检查的视野有限，难以显示正常组织及较大病变的全貌，也不利于与 其它检查图像如，进行对比。 超声成像技术在妇女乳腺疾病的检查中具有重要的应用价值。随着超声技术 的发展，如今超声检查已不再局限于乳腺囊实性肿块的鉴别，更可应用于乳腺微 小病变的早期诊断，甚至是乳腺肿块良恶性的鉴别。较之老年妇女，年轻女性的 乳腺组织较致密，从图像上看和癌变组织的密度非常相似，此时，超声检查就更 具有价值。 三成像 随着计算机技术的发展，年出现了计算机辅助射线断层扫描术。 是以高穿透性高能量的射线穿过人体的受检部位后，由于不同组织或器 官在组织密度上的差处理是指对由医学影像设备获得的原始数据 进行的处理。直接由医学成像设备获得的图像数据称为原始数据，如 的原始数据为空间中的数据，的原始数据是由获得但未经读出 第章医学图像处理概论 医学图像处理是门综合了数学计算机科学医学影像学等多个学科的交 叉科学，是利用数学的方法和计算机这现代化的信息处理工具，对由不同的医 学影像设备产生的图像按照实际需要进行处理和加工的技术。医学图像处理的对 象主要是射线图像，图像， 图像，超声图像， 图像和图像等。医学图像处 理的基本过程大体由以下几个步骤构成首先，要了解待处理的对象及其特点， 并按照实际需要利用数学的方法针对特定的处理对象，设计出套切实可行的算 法其次，利用种编程语言语言，或其他计算机语言将设计好的 算法编制成医学图像处理软件，最终由计算机实现对医学图像的处理最后，利 用相关理论和方法或对处理结果进行检验，以评价所设计处理方法的可靠性和实 用性。因此，要正确掌握医学图像处理技术，除了具备算法设计高等数学基础 和计算机程序设计能力外，对所要处理的对象及其特点的了解也是非常重要的， 以下就对医学影像技术的发展及相关成像技术做简要的介绍。 第节医学影像技术的发展 现代医学影像技术的发展源于德国科学家伦琴于年发现的射线并由 此产生的线成像技术。在发现射线以前，医生都是靠望闻 问切等些传统的手段对病人进行诊断。医生主要凭经验和主观判断确定诊 断结果，诊断结果的正确与否与医生的临床经验直接相关。射线的发现彻底改 变了传统的诊断方式，它第次无损地为人类提供了人体内部器官提高的同时，扫描最薄层厚也从早期 的到现在的以下，图像分辨率也达到了。这些使的 应用不仅在于早期横断面成像，同时可以作细腻的三维重建，虚拟内窥镜，手术 立体定向，血管成像，等。 也从早期的永磁体低场强发展到现在的超导高场强，分辨率在常规扫描时间 下提高了数千倍，磁共振血管成像，已 成为常规检查项目，同时磁共振功能成像以及磁共振波谱技术正在迅速 发展之中。 线成像 年伦琴发现线，使人们通过线第次无须手术就能观察到人体内部 的结构，为医生确诊疾病的病因提供了重要直观的信息。 发现射线以来，医学影像学领域发生了几次具有重大意义的历史性变革。 传统的成像第次为人类提供了人体内部器官组织的解剖形态照片，由此 引发了医学诊断技术的场革命，并形成了放射诊断学。 传统的射线成像得到的是组织或器官的投影像，照片上个像素的亮度反 映穿过人体到达胶片的射线的强度，它与人体对射线的吸收量成反比，它将 三维空间的图像投影到个二维平面上，使厚度方面的信息都重叠地加在起， 造成了些细节因信息重叠而丢失。因此，这种成像方式难以检测较小的病灶。 线成像技术到目前已经经历了多年发展的历程，由最初单的线摄影发 展到线透视线数字减影血管造影， 线介入治疗等多种诊断和治疗方式，其中在线介入治疗基础上形成的介入放 射学开创了诊断技术应用于临床治疗的先河。除此之 外，线成像的方式也发生了根本的变化，开始由模拟成像逐步向数字成像方式 发展，如目前已经在临床上广泛应用的以及数字胃肠机等。尽管如此， 线成像技术没有从根本上改变物体投影到平面的问题。由于处于不同深 度的组织的组织的解剖形 态照片，由此引发了医学诊断技术的场革命，从此使诊断正确率得到大幅度的 提高。至今放射诊断学仍是医学影像学中的主要内容，应用普遍。因此，射线 的发现为现代医学影像技术的发展奠定了基础。 自伦琴发现线以后不久，线就被用于对人体检查，进行疾病诊断，形成 了放射诊断学的新学科，并奠定了现代医学影像学 的基础。上世纪年代到年代开始应用超声与核素扫描进行人体 检查出现了超声成像和闪烁成像。上世纪年代和年代又 相继出现了线计算机体层成像磁共振成像和发射体层成像 如单光子发射体层成像与正电 子发射体层成像等新的成像技术。这样，仅多年的时间就形成了包括 线诊断的影像诊断学。虽然各种成像技术的成像原理与方 法不同，诊断价值与限度亦各异，但都是使人体内部结构和器官形成影像，临床 医生通过这些影像获得人体解剖与生理功能状况以及病理变化的信息，以达到诊 断的目的。上世纪年代迅速兴起的介入放射学，不 仅扩大了医学影像学对人体的检查范围，提高了诊断水平，而且可以对些疾病 进行治疗。因此，不同成像技术的发展大大地扩展了医学影像学的内涵，并使其 成为医疗工作中的重要支柱。 近年来，随着计算机技术的飞速发展，与计算机技术密切相关的影像技术 也日新月异，医学影像学已经成为医学领域发展最快的学科之。常规线成像 正逐步从胶片转向计算机放射摄影，或更为先进的 直接数字化摄影，的数字化时代。诞生时即与计算机 紧密相关的则发展速度更为惊人。已从早期的单纯的头颅发展 为超高速多排螺旋电子束。在速度 射性同位素图像，超声图像和磁共振图像。线图像主要有线平片，图 像，图像，图像和图像等。放射性同位素图像主要有图像， 图像超声图像主要是目前我们熟知的超图像而磁共振图像主要是图 像和图像。 根据成像设备是对组织结构形态成像还是对组织功能代谢成像，我 们可以把医学图像分成两类，即医学结构图像和医学功能图像。医学结构图像主 要有线图像，图像，图像，超图像等而医学功能图像主要有 图像，图像和功能磁共振图像。 根据医学影像设备最终形成的图像信号是模拟信号还是数字信号，我们还可 以把医学图像分成模拟图像和数字图像。数字医学图像的主要表现形式是 图像和图像，图像，图像，图像，图像，图像， 图像等。而模拟医学图像主要是由传统的线成像设备形成的图像。 另外我们还可以把医学图像分成二维图像三维图像和四维图 像。 第二节医学图像处理技术及其应用 引言 现代医学越来越离不开医学图像提供的信息，医学图像往往在疾病的确诊 分期以及选择治疗方法和手段方面起决定性的作用。由于医学图像能够直观地反 映病人的病情，从而大大提高了医生的诊断正确率。现代科学已经证明，人们通 过图像获得的信息占其获得总信息的以上，所谓百闻不如见。在医学领 域也不例外，医学图像能够最大限度的向医生提供病人的信息。医生在临床上越 来越依赖医学图像，医学图像在现代医学中占有越来越重要的位置。 然而，自从德国科学家伦琴发现射线并产生各种医学图像以来，放射科医 生对医学图像的判读仍然停留在定性阶段，即仅凭放射科医生对医学图像的定性 判读，最终给出诊断结论。随着医学成像技术特别是数字化医学影像技术的发展， 医学图像的定性判读方式已经越来越不能适应临床的需要。其中的主要原因是， 医学成像技术的发展，使得越来越多的医学影像设备应用到临床诊断领域，从而 使得放射科超声科和核医学科大量应用于临床，如多排螺旋等，这些设备每 天都会产生大量的医学图像数据，这就给临床医生带来了很大的工作负担。要对 如此多的图像进行正确的判读，需要临床医生付出很大的体力和精力，长时间的 读片会造成精神和视觉的疲劳，容易造成误诊。在此情况下，借助于计算机的医 学图像处理技术可以为临床医生提供极大地帮助，使临床医生从繁重的读片工作 中解脱出来，把精力放在由医学图像处理技术筛选出的可疑病灶上。 医学图像处理也是医学影像学从定性影像学发展到定量影像学的必要手段。 在医学影像学发展的早期，医生基本上是利用不同医学影像设备提供的人体不同 部位的二维切片图像对患者进行定性诊断，并通过这些图像利用医生对病灶的空 间想象，大体确定病灶的体积大小和空间位置，进而制定出手术计划或放疗计划。 随着医学影像学的发展，对患者的诊断与治疗已经进入到精确诊断精确计划