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第1章 医学成像技术概论1

1.1医学成像技术的发展历程1

1.1.1 19世纪末至20世纪初期：X射线技术在医学上的应用和发展2

1.1.2 20世纪中期：CT、超声、磁共振成像技术的医学应用及放射学科的形成2

1.1.3 20世纪后期：放射性核素和数字影像设备与技术的兴起5

1.1.4 21世纪：医学影像技术发展的三个主要研究方向5

1.2医学成像技术的分类6

1.3医学成像系统的基本组成9

1.3.1影像信息的形成与传递9

1.3.2信息源10

1.3.3信息载体11

1.3.4信息检测11

1.4医用X线成像技术14

1.4.1 X线在人体组织中的衰减特性14

1.4.2普通X线成像技术15

1.4.3数字X线成像技术17

1.5磁共振成像技术及应用21

1.5.1磁共振成像的基本原理21

1.5.2磁共振成像的脉冲序列28

1.5.3磁共振成像的设备组成34

1.5.4 MRI临床应用及功能MR成像41

1.6医用超声成像技术45

1.6.1超声波的传播特性45

1.6.2超声换能器45

1.6.3医学超声成像原理46

1.6.4超声多普勒血流检测与成像49

1.6.5超声成像的一般规律53

本章小结54

思考与练习54

参考文献55

第2章 医学图像处理技术概论57

2.1医学图像处理的主要研究内容57

2.1.1医学图像的获取58

2.1.2医学图像视觉效果的改善59

2.1.3医学图像压缩63

2.1.4医学图像定量分析63

2.2数字图像的类型64

2.2.1矢量图64

2.2.2位图67

2.3数字图像的常用格式68

2.3.1 BMP文件格式70

2.3.2 GIF文件格式72

2.3.3 JPEG文件格式74

2.4数字图像的表达76

2.4.1数字图像的二维表示76

2.4.2像素的邻域78

2.4.3图像的直方图78

2.5图像的代数运算81

2.5.1图像的加法运算82

2.5.2图像的减法运算83

2.5.3图像的乘法运算84

2.5.4图像的除法运算85

2.6图像的几何运算86

2.6.1图像的缩放运算86

2.6.2图像的旋转运算90

2.6.3图像的裁剪运算91

2.6.4图像的平移运算92

2.6.5图像的拼接93

本章小结95

思考与练习95

参考文献96

第3章 医学图像增强技术97

3.1医学图像增强的目的与分类97

3.1.1医学图像增强的目的97

3.1.2医学图像增强技术分类98

3.2图像的点运算及灰度变换100

3.2.1线性变换函数100

3.2.2非线性变换函数106

3.3直方图增强108

3.3.1直方图均衡化109

3.3.2直方图规定化111

3.4医学图像的平滑116

3.4.1邻域平均法（平滑线形滤波器）116

3.4.2中值滤波法（统计排序滤波器）118

3.5医学图像的锐化119

3.5.1医学图像锐化的理论基础119

3.5.2基于一阶微分的图像增强120

3.5.3基于二阶微分的图像增强124

本章小结127

思考与练习128

参考文献129

第4章 医学图像重建技术130

4.1计算机断层成像技术130

4.1.1由X线投影到CT图像重建131

4.1.2 CT图像重建的方法132

4.1.3 CT系统的组成及图像显示135

4.2 CT扫描方式的发展137

4.3单光子发射断层成像原理及重建142

4.3.1放射性核素与γ照相机142

4.3.2准直器143

4.3.3 SPECT成像原理及应用145

4.4正电子发射断层成像原理及重建147

4.4.1正电子及其湮灭147

4.4.2符合检测原理与电子准直148

4.4.3 PET成像原理及应用149

4.5 SPECT-CT和PET-CT融合成像152

4.5.1医学影像融合设备分类153

4.5.2融合成像系统的临床应用154

本章小结155

思考与练习156

参考文献158

第5章 医学图像恢复技术161

5.1图像恢复的基本概念161

5.1.1什么是图像退化和恢复161

5.1.2图像退化/恢复过程的模型163

5.2医学图像中的噪声及滤除163

5.2.1噪声模型及参数估计164

5.2.2噪声图像的恢复169

5.3系统退化复原174

5.3.1常见系统退化函数174

5.3.2逆滤波177

5.3.3维纳滤波178

5.4医学图像失真的校正180

5.4.1引起医学图像失真的可能因素180

5.4.2 CT图像的伪影校正181

5.4.3 PET/SPECT质量影响因素及校正185

5.4.4 MRI的伪影和失真校正189

本章小结193

思考与练习193

参考文献194

第6章 医学图像分割技术198

6.1图像分割的基本概念、特点和分类198

6.1.1基本概念198

6.1.2医学图像分割的特点200

6.1.3图像分割的分类202

6.2阈值分割法202

6.2.1概述202

6.2.2全局阈值法203

6.2.3动态阈值法207

6.3区域生长法和分裂合并法208

6.3.1区域生长法208

6.3.2分裂合并法211

6.4其他常用的医学图像分割方法214

6.4.1分水岭分割法214

6.4.2基于微分算子的分割算法217

本章小结223

思考与练习224

参考文献225

第7章 医学图像可视化技术及应用227

7.1三维图像与可视化227

7.1.1三维数字图像227

7.1.2医学可视化的概念及发展历程228

7.2曲面重建技术与最大密度投影230

7.2.1多平面重建和曲面重建技术230

7.2.2最大和最小密度投影技术232

7.2.3表面遮盖三维显示技术233

7.3三维模型的建立与绘制234

7.3.1三维感兴趣区域的提取234

7.3.2医学图像面绘制技术235

7.3.3体绘制法238

7.3.4混合绘制方法241

7.4虚拟内窥镜技术及应用242

7.4.1虚拟内窥镜技术的起源242

7.4.2虚拟内窥镜关键技术243

7.4.3虚拟内窥镜的应用246

7.5计算机辅助手术系统248

7.5.1计算机辅助术前规划系统248

7.5.2虚拟手术仿真系统248

7.5.3基于图像引导的手术导航系统250

本章小结254

思考与练习255

参考文献255

第8章 医学图像存储与传输系统257

8.1 PACS基本概念及发展历程257

8.1.1 PACS基本概念257

8.1.2 PACS的发展历程258

8.1.3 PACS的功能260

8.2 PACS基本结构和组成260

8.2.1 PACS的基本结构260

8.2.2 PACS的分类261

8.3 PACS关键技术263

8.3.1图像数据的获取263

8.3.2大容量图像存储技术264

8.3.3图像传输网络269

8.3.4图像处理和图像输出270

8.4 DICOM标准的基本内容273

8.4.1医学信息标准273

8.4.2 DICOM标准的基本内容273

8.4.3 DICOM标准的应用领域275

8.5 DICOM格式与常用图像格式的转换277

8.5.1 DICOM图像文件的格式277

8.5.2使用Photoshop导入DICOM图像278

8.5.3将DICOM图像转换为JPEG文件280

8.5.4将DICOM图像转换为BMP/TIFF文件280

8.6 PACS与HIS/RIS系统的融合281

8.6.1 HIS282

8.6.2 RIS简介283

8.6.3 PACS与RIS、 HIS的融合技术284

8.6.4标准化问题286

8.7远程医学影像系统及应用286

8.7.1远程医学影像系统简介286

8.7.2远程医学影像系统应用287

本章小结288

思考与练习288

参考文献290

附录MATLAB简介291

词汇索引305