医学图像处理PPT课件

1、医学图像处理医学图像处理Medical Image ProcessingMedical Image Processing公共基础学院医学物理教研室 黄河k-space k-space 原理原理磁共振成像磁共振成像(MRI)(MRI)p利用原子核（氢核）自旋运动的特点，在外利用原子核（氢核）自旋运动的特点，在外加磁场内，经射频脉冲激后产生信号，用探加磁场内，经射频脉冲激后产生信号，用探测器（接收线圈）检测并输入计算机，经过测器（接收线圈）检测并输入计算机，经过处理转换在屏幕上显示图像。处理转换在屏幕上显示图像。选层选层编码编码相位相位编码编码频率频率编码编码K K空间空间重建图像重建图像FTFT

2、-1-1B B射射频频信信号号接接收收3什么是什么是k-k-空间空间? ?k空间 图像傅立叶变换的空间k :波数(wave number)p单位长度的单位长度的sine/cosinesine/cosine周期数周期数k-space data :p未经过傅立叶未经过傅立叶 逆逆 变换的变换的MRIMRI数据数据K K的单位的单位k=波数= 空间频率radians/cm每 FOV 的 sine 或 cosine 周期数kx = +/- 1, ky = 0 (cycles/FOV)kx = +/- 1, ky = 0 (cycles/FOV)x 方向变化 1 个周期y 方向变化 0 个周期kykxk

3、x = +/- 1, ky = +/- 1kx = +/- 1, ky = +/- 1x 方向变化 1 个周期y 方向变化 1 个周期kykxkx = 0, ky = +/- 1kx = 0, ky = +/- 1x 方向变化 0 个周期y 方向变化 1 个周期kykxkx = +/- 1, ky = -/+ 1kx = +/- 1, ky = -/+ 1x 方向变化 1 个周期y 方向变化 -1 个周期kykx=+x 2,225,000 x 583,000信号值影像影像= =各波形成份的各波形成份的加权总和加权总和=+x 2,225,000 x 869,000影像影像= =各波形成份的各波形

4、成份的加权总和加权总和=+x 2,225,000 x 328,000影像影像= =各波形成份的各波形成份的加权总和加权总和由以上八由以上八个数据所组合而成的影像个数据所组合而成的影像kykxkx = +/- 2, ky = 0kx = +/- 2, ky = 0 x 方向变化 2 个周期y 方向变化 0 个周期kykxkx = +/- 2, ky = +/- 1kx = +/- 2, ky = +/- 1x 方向变化 2 个周期y 方向变化 1 个周期kykxkx = +/- 2, ky = +/- 2kx = +/- 2, ky = +/- 2x 方向变化 2 个周期y 方向变化 2 个周期

5、kykxkx = +/- 1, ky = +/- 2kx = +/- 1, ky = +/- 2x 方向变化 1 个周期y 方向变化 2 个周期kykxkx = 0, ky = +/- 2kx = 0, ky = +/- 2x 方向变化 0 个周期y 方向变化 2 个周期kykxkx = +/- 1, ky = -/+ 2kx = +/- 1, ky = -/+ 2x 方向变化 1 个周期y 方向变化 -2 个周期kykxkx = +/- 2, ky = -/+ 2kx = +/- 2, ky = -/+ 2x 方向变化 2 个周期y 方向变化 -2 个周期kykxkx = +/- 2, ky

6、 = -/+ 1kx = +/- 2, ky = -/+ 1x 方向变化 2 个周期y 方向变化 -1 个周期kykx=影像影像= =各波形成份的各波形成份的加权总和加权总和+x 2,225,000 x (-156,000)=影像影像= =各波形成份的各波形成份的加权总和加权总和+x 2,225,000 x (-189,000)=影像影像= =各波形成份的各波形成份的加权总和加权总和+x 2,225,000 x 10,700=影像影像= =各波形成份的各波形成份的加权总和加权总和+x 2,225,000 x (-370,000)=影像影像= =各波形成份的各波形成份的加权总和加权总和+x 2,

7、225,000 x (-385,000)=影像影像= =各波形成份的各波形成份的加权总和加权总和+x 2,225,000 x (-143,000)=影像影像= =各波形成份的各波形成份的加权总和加权总和+x 2,225,000 x (-57,200)=影像影像= =各波形成份的各波形成份的加权总和加权总和+x 2,225,000 x 118,000由以上由以上 24 24 个数据所组合而成的影像个数据所组合而成的影像kykx影像比较影像比较k =1k =2kx = 0, ky = +/- 3kx = 0, ky = +/- 3x 方向变化 3 个周期y 方向变化 0 个周期kykxkx kx

8、或或 ky = 3ky = 3懒得再画了！由以上由以上 4848个数据所组合而成的影像个数据所组合而成的影像34 OF 209kykx影像比较影像比较35 OF 209k = 2k = 3影像比较影像比较36 OF 209k = 1k = 2k = 3从从k=3(k=3(最多最多3 3个个sine sine 周期周期 / / FOV)FOV)37 OF 209kykx到到k=4(k=4(最多最多4 4个个sinesine周期周期/ /FOV)FOV)38OF209k=5(k=5(最多最多5 5个个sinesine周期周期/ /FOV)FOV)39OF209k=6(k=6(最多最多6 6个个si

9、nesine周期周期/ /FOV)FOV)40OF209k=8(k=8(最多最多8 8个个sinesine周期周期/ /FOV)FOV)41OF209k=12(24x24k=12(24x24影像影像) )42OF209k=16(32x32k=16(32x32影像影像) )43OF209k=24(48x48k=24(48x48影像影像) )44OF209k=32(64x64k=32(64x64影像影像) )45OF209kykxk=40(80 x80k=40(80 x80影像影像) )46OF209kykxk=48(96x96k=48(96x96影像影像) )47OF209kykxk=64(12

10、8x128k=64(128x128影像影像) )48OF209kxky最後的最後的256256x256x256影像影像49OF209kxkyk-space k-space 中的中的 k k每个k-space坐标系统中的“点”pk k的的坐标坐标位置位置: :波形波形形状形状p信号数据大小信号数据大小: :该波形的比重该波形的比重不同的MRI都由各种波形组合而成K K空间特性空间特性K空间中的点阵与图像的点阵不是一一对应的，K空间中每一点包含有扫描层面的全层信息。K空间在Kx和Ky方向上都呈现镜像对称的特性。填充K空间中央区域的MR信号主要决定图像的对比，填充K空间周边区域的MR信号主要决定图像的解剖细节。kxkyk-spacek-space数据的数据的坐标代表一种坐标代表一种特定波形特定波形52 OF 209数万个不同的波形相加得到数万个不同的波形相加得到MRMR影像影像53 OF 209各个波形 乘上 比重 (信号强度信号强度)之后相加之后相加+ 层面选择频率编码相位编码这里指的空间位置的编码，指的是在“k空间”中的位置编码，线圈的收到的信号放在编码所在的k空间的位置中三维三维k k空间空间3D k-space3D k-space02040608010012014002