【文章內(nèi)容簡介】 要作用是 在體外檢測攜帶有體內(nèi)信息的信號 。各種醫(yī)學影像設備中信號檢測器的種類、精度、靈敏度決定了醫(yī)學影像成像的方式和清晰度。 檢測器的形式與各種源的類型有 一 一對應的關(guān)系 ，例如， X射線檢測器、超聲檢測器（超聲探頭）、紅外檢測器、光電倍增檢測器等各種各樣的影像信號檢測器（傳感器）。 這些影像信號檢測器無論其組成原理和材料特點如何，但共同的作用和主要功能評價指標很多是一樣的，如 檢測弱信號的靈敏度，檢測與處理信號的速度，以及檢測用的源劑量的低強度 ，達到向更清晰、更快速、更安全、更多維和更智能的方向發(fā)展。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學影像實用技術(shù)教程 》 源的控制與信號檢測 醫(yī)學圖像信息的清晰或準確與否，最基本和最重要的關(guān)鍵問題就在于 對產(chǎn)生圖像信息源的精確控制與信號檢出靈敏度的設計 。 目前對 X線劑量控制指標有： X光源尺寸： 一般包括光源直徑和 X光發(fā)射角度。 X線劑量：又可分為入射劑量、表面劑量、出射劑量、圖像接收器劑量、身體劑量和有效劑量 6種。 圖像分辨率：用于測量一臺設備能記錄或生成的空間細節(jié)精度。分辨率越高，細節(jié)越精細。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學影像實用技術(shù)教程 》 圖像灰度級：灰度級的數(shù)量由 2N決定， N是二進制數(shù)的位數(shù)，常稱為位，用來表示每個像素的灰階精度。 如果 N=8則有 256個灰度級，圖像灰度精度的范圍為灰度分辨力，也稱為圖像的對比度分辨力。位數(shù)越大，圖像的灰度分辨力越高。 信噪比：有用的圖像信息 (信號 )與無用信息 (噪聲 )的數(shù)量之比。 X線圖像占醫(yī)院中全部影像的 80％左右，是目前醫(yī)學影像檢查的主要方法。常規(guī) X線成像操作簡單、費用低廉，它一直是臨床診斷中的主要成像設備。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學影像實用技術(shù)教程 》 計算機醫(yī)學影像 ? 現(xiàn)代醫(yī)學影像技術(shù)的發(fā)展從根本上講是與計算機技術(shù)發(fā)展互相結(jié)合、互相促進、互相依存的結(jié)果。計算機醫(yī)學影像技術(shù)的發(fā)展也有力的推動了醫(yī)學影像學科的進步，計算機也使得醫(yī)學影像的診斷與治療向更快速、更清晰、更安全、更無害、智能化的方向發(fā)展。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學影像實用技術(shù)教程 》 計算機醫(yī)學影像 教學要求： 了解點陣與矢量醫(yī)學影像格式 熟悉醫(yī)學圖像處理常用技術(shù)，虛擬醫(yī)學影像、虛擬內(nèi)窺鏡、基于影像的計算機輔助外科與輔助診斷。 掌握數(shù)字醫(yī)學影像的顏色或灰度及計算機醫(yī)學圖像的分辨率概念 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學影像實用技術(shù)教程 》 點陣與矢量醫(yī)學影像 計算機圖像分為 點陣圖 和 矢量圖形 兩大類 。 1．點陣圖像 (Bitmap) (又稱位圖 ) 點陣圖像，亦稱為 位圖圖像、 繪制圖像或柵格圖像 ，是由稱作像素的單個點按行列有序排列點陣組成的。這些點以其不同的排列位置和染色（灰階）程度構(gòu)成圖（形）像。 當放大位圖時，可以看見賴以構(gòu)成整個圖像的無數(shù)單個不連續(xù)的方塊（點陣）。當縮小或放大位圖的尺寸時會使 原圖變形（失真）。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學影像實用技術(shù)教程 》 位圖（原始圖） 位圖（放大 5倍圖） China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學影像實用技術(shù)教程 》 點陣與矢量醫(yī)學影像 計算機圖像分為 點陣圖 和 矢量圖形 兩大類 。 1．點陣圖像 (Bitmap) (又稱位圖 ) 醫(yī)學數(shù)字影像多數(shù)是二維平面的點陣圖像 ，記錄和描述圖像中信息的最小單元是 像素點 ，一幅二維的醫(yī)學數(shù)字灰階影像是由 M行 *N列的 像素點 構(gòu)成，其中每個像素點用 28～ 212個二進制數(shù)位來記錄該位像素的灰度值，即每個像素可以保存 256～ 4096灰度值。可見醫(yī)學圖像信息的清晰度之高和每個像素所包含及表達信息的內(nèi)容之豐富。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學影像實用技術(shù)教程 》 2． 點陣圖的文件格式 點陣圖可以被保存成的文件類型很多，如 *.bmp、 *.pcx、*.gif、 *.jpg、 *.tif、 Photoshop的 *.psd、 kodak photo CD的 *.pcd、corel photo paint的 *.cpt等。同樣的圖形，存盤成以上幾種文件時，各文件的字節(jié)數(shù)會有一些差別，尤其是 jpg格式的文件，它的大小只有同樣 bmp格式文件大小的 1/10到 1/35，這是因為它們的點矩陣經(jīng)過了復雜的壓縮算法的緣故。 點陣圖文件大小的規(guī)律 ： ? 圖形面積越大，文件的字節(jié)數(shù)越多， ?文件的色彩越豐富，文件的字節(jié)數(shù)越多，這些特征是所有點陣圖文件所共有的。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學影像實用技術(shù)教程 》 3. 矢量圖 (vector) 也稱為 面向?qū)ο蟮膱D形 、 繪圖圖形 或 向量圖 ，數(shù)學上定義矢量圖為 一系列由線連接的點 。 矢量圖主要由 線條 和 色塊 組成，這些圖形可以分解為單個的線條、文字、圓、矩形、多邊形等單個的圖形元素，再用一個 代數(shù)式來表達每個被分解出來的元素。 例如：一個矩形可以通過指定左上角的坐標 (x1,y1)和右下角的坐標 (x2,y2)的四邊形來表示。 我們還可以為每條邊線元素加上一些屬性，如 邊框線的寬度 、邊框線是實線還是虛線 、 中間填充什么顏色 等等。然后把這些元素的代數(shù)式和它們的屬性作為文件存盤，就生成了所謂的矢量圖。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學影像實用技術(shù)教程 》 矢量文件中的圖形元素稱為對象。每個對象都是一個自成一體的實體，它具有顏色、形狀、輪廓、大小和屏幕位置等屬性。既然每個對象都是一個自成一體的實體，就可以在維持它原有清晰度和彎曲度的同時，多次移動和改變它的屬性，而不會影響圖例中的其它對象。這些特征使得 矢量圖特別適用于編輯處理圖例和三維圖形建模工作 ，因為它們通常要求能創(chuàng)建和操作單個對象。 基于矢量圖形與分辨率無關(guān)的特點 ，這意味著可以按最高分辨率將它們 縮放到任意大小 和以任意分辨率在輸出設備上顯示或打印出來，而不會影響清晰度。因此， 矢量圖形是文字（尤其是小字）和線條圖形（比如醫(yī)學線條圖）的最佳選擇。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學影像實用技術(shù)教程 》 矢量圖（原始圖） 矢量圖（放大 20倍圖） China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學影像實用技術(shù)教程 》 4. 矢量圖的文件格式 矢量圖形格式也很多，如 Adobe Illustrator的 *.AI、*.EPS和 SVG、 AutoCAD的 *.dwg和 dxf、 Corel DRAW的*.cdr、 windows標準圖元文件 *.wmf和增強型圖元文件 *.emf等等。 當需要打開這種圖形文件時，程序根據(jù)每個元素的代數(shù)式計算出這個元素的圖形，并顯示出來。 就好象我們寫出一個函數(shù)式，通過計算也能得出函數(shù)圖形一樣。編輯這樣的圖形的軟件也叫矢量圖形編輯器。如： AutoCAD、CorelDraw、 Illustrator、 Freehand等。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學影像實用技術(shù)教程 》 5. 矢量圖形文件的規(guī)律 矢量圖形也有共同的規(guī)律： ? 可以無限縮放圖形中的細節(jié)， 不會造成失真或馬賽克效果 。 ? 一般的線條圖形或卡通圖形，保存成矢量圖文件，其文件大小比存成點陣圖 文件要小 很多。 ? 存盤后 文件的大小 與圖形中 元素的個數(shù) 和 每個元素的復雜程度成正比 （元素的復雜程度指的是這個元素的結(jié)構(gòu)復雜度，如五角星就比矩形復雜、一個任意曲線就比一個直線段復雜）。而與圖形面積和色彩的豐富程度無關(guān)。 ? 通過軟件， 矢量圖可以輕松地轉(zhuǎn)化為點陣圖，而點陣圖轉(zhuǎn)化為矢量圖就需要經(jīng)過復雜而龐大的數(shù)據(jù)處理， 而且生成的矢量圖的質(zhì)量絕對不能和原來的圖形比擬。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學影像實用技術(shù)教程 》 數(shù)字醫(yī)學影像的顏色或灰度 數(shù)字醫(yī)學影像的 顏色 或 灰度 的多少 ， 也是一個非常重要的評價指標 ， 其指標好壞將直接影響圖像的 目視判讀 和 使用價值 ， 甚至影響醫(yī)學影像診斷或治療的結(jié)果 。 現(xiàn)在的醫(yī)學數(shù)字 X光成像設備 主要有 CR和 DR兩類 ， 產(chǎn)生圖像的灰度一般可以達到 8～ 12bit， 既圖像中每個像素點的灰度信息可以表現(xiàn)出 256～ 4096個灰度級別 。 灰度值是亮度的概念 ， 0~為黑色 ， 255~白色 ， 依據(jù)顏色深淺范圍為 0~255.（ 一定介于 0255之間 ） 。 彩色圖像也有灰度值 。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學影像實用技術(shù)教程 》 數(shù)字醫(yī)學影像的顏色或灰度 如果采集的是 彩色圖像 信息，則每個像素至少需要用三個字節(jié) 24位二進制數(shù)來保存 RGB（紅、綠、蘭）信息，甚至有些彩色圖像每個像素的信息量達到 32位～ 40位精度?？傊畧D像的灰度或色彩的信息量越大，則醫(yī)學圖像的 目視判讀的區(qū)分性越好 。例如病理圖像診斷中，細胞核染色濃度（ DNA）的變化將是區(qū)分細胞癌變或正常的重要因素之一。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學影像實用技術(shù)教程 》 計算機醫(yī)學圖像的分辨率 計算機醫(yī)學 圖像的分辨率 和 采集方式 、 轉(zhuǎn)換精度 、 處理方法及顯示視窗的清晰度 等諸多因素有關(guān) 。 評價醫(yī)學圖像的好壞 ， 是由以下多種因素構(gòu)成的 ， 但最終還是看醫(yī)學影像中有診療價值信息的利用率 。 1． 圖像分辨率 圖像分辨率是指在 單位面積上包含的像素點的多少 ， 像素越多則圖像清晰度越高 。 醫(yī)學圖像分辨率的高低是評價影像質(zhì)量的綜合指標之一 ， 眾多數(shù)字醫(yī)學影像設備各自的技術(shù)性能指標差異很大 ，信息的采集與轉(zhuǎn)換精度也有一定差別 ， 這些因素將直接影響醫(yī)學圖像的分辨率 。 其次 ， 數(shù)字圖像信息的處理與存儲壓縮方式的不同 ，也將影響醫(yī)學圖像的分辨率 。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學影像實用技術(shù)教程 》 2． 時間 分辨率 醫(yī)學影像往往提供的是人體的某一器官 瞬時的靜態(tài)圖像 ， 但由于醫(yī)學影像設備采集圖像的 速度不夠快 ， 或因為人體器官連續(xù)不停地運動 致使圖像產(chǎn)生 偽影 。 解決此類問題的方法 ， 就是要 大大提高圖像采集的時間分辨率 ， 這好像用數(shù)碼相機的高速快門捕捉運動的目標一樣 。 例如第 5代電子束 CT的圖像采集速度已經(jīng)達到每秒 20幀以上 。 時間分辨率的提高更有利于動態(tài)的心臟醫(yī)學影像檢查 ， 也有利于對躁動病人或兒童的影像檢查 。 另外的意義是 ， 縮短了檢查的時間 ， 減少了 X線照射的劑量 。 China Medical University Computer Center 《 醫(yī)學影像實用技術(shù)教程 》 3． 空間 分辨率 醫(yī)學影像多是二維平面的 層疊的圖像 ， 這些平面圖像