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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 HIS 282

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