第10章医学图像后处理技术

/computer第10章医学图像后处理技术章目录：10.1医学图像后处理方法110.2医学影像三维可视化210.3虚拟内窥镜310.4实时四维彩色超声成像（4D超声）410.5医学影像的融合5/computerCMUCC10.6医学图像后处理技术展望6图像后处理功能通常包括：数字图像的再现去噪声处理直方图处理灰阶处理调整图像的窗宽/窗位多种定量测量功能图像的放大、缩小、单幅、多幅显示、镜像、负片、伪彩、图像格式转换、图像标注和电影播放等10.1医学图像后处理方法1.图像的放大与缩小放大功能用于局部细致观察病变的形态结构，通常病变太小，肉眼可能难以分辨出来10.1.2图像的几何变换图像的缩放1.图像的放大与缩小图像的放大同时还具有组织透视功能，可以将人体局部组织放大可以进一步观察其结构与其内部细微病变。其显示细微效果比放大前提高很多。缩小功能主要用于要观察病变整体形态10.1.2图像的几何变换具有组织透视功能的放大镜对图像显示效果进行调整的主要目的是从适宜诊断的不同角度出发，对图像进行平滑、锐化、浮雕、反相、增强与伪彩色处理等操作。1.图像平滑图像在采样与传输过程中，由于受各种干扰的影响，而造成图像毛糙，此时可以对图像进行平滑处理。处理的原则是通过混合选区中像素的亮度来减少图像的杂色，扔掉与相邻像素差异太大的像素，并用搜索到的像素的中间亮度值替换中心像素.10.1.3调整图像显示效果5.图像增强图像边缘增强的原则是：将选择好的图像感兴趣区域或边缘的像素值重新计算，得出一个新像素值，如果像素的灰度显示为白（或亮），那么，新像素的灰度则显示为更白。反之，如果原像素的灰度值显示为黑（或暗)。10.1.3调整图像显示效果调窗技术的应用

临床工作中，为了使CT图像上欲观察的组织结构和病变达到最佳显示，需依据它们的CT值范围，选用不同的窗技术(windowtechnique)，其包括窗位(windowlevel)和窗宽(windowwidth)。

提高窗位，荧光屏上所显示的图像变黑；降低窗位则图像变白。

增大窗宽，图像上的层次增多，组织间对比度下降；缩小窗宽，图像上的层次减少，组织间对比度增加。10.1.4窗宽与窗位二维重建技术主要应用于多层螺旋CT设备，是图像后处理功能中最常用的方法。二维重建技术实现的方法是：在横断面CT图像上按要求任意划线，然后沿该划线将横断面上的二维体积层面重组，即可获得该划线平面的二维重建图像。二维重建技术主要包括：多平面重建（MPR）、曲面重建技术（CPR）与计算容积重建（CVR）三种。10.1.6医学影像二维重建技术三维图像智能化处理和分析技术包括对图像的智能分割、结构分析、对各种器官和组织温度、压力的有限元分析等功能。图像分割目的是将感兴趣的区域提取出来，为定量、定性分析提供基础，同时它也是三维可视化的基础。10.2.4三维图像智能化处理技术10.3.1虚拟内窥镜的应用

与真实内窥镜相比较，虚拟内窥镜的优点是:1、可以进行任意多次虚拟内窥镜操作；2、是非侵入式，病人痛苦降至最低；3、可确定漫游位置，在人体内不会“迷路”；4、可到达真实内窥镜无法到达的地方。aba图为结肠的光学内窥镜图像，b图为虚拟仿真内窥镜图像，2图都可见结肠内有一隆起性病灶。

虚拟内窥镜的重建操作包括五个主要过程：打开界面，选择数据；建立三维图像；建立虚拟内镜；建立虚拟内镜检查路径；观察虚拟内镜图像。10.3.2虚拟内窥镜的重建操作

10.4实时四维彩色超声成像（4D超声）

“4D”是“四维”的缩写。第四维是指时间这个矢量，所以也被称作实时三维。

4D超声技术就是采用3D超声图像加上时间维度参数，该革命性的技术能够实时获取三维图像，超越了传统超声的限制。它提供了包括腹部、血管、小器官、产科、妇科、泌尿科、新生儿和儿科等多领域的多方面的应用。10.5医学影像的融合

医学影像的融合是指利用计算机技术，将各种影像学检查所得到的图像信息进行数字化综合处理，将多种源产生的数据协同应用、空间配准后，融合各种检查的优势以产生一种全新的、高质量的影像信息来达到计算机辅助诊断目的。

10.5.1医学影像融合技术与分类1.按融合技术分类，可分为单模融合、多模融合和模板融合。（1）单模融合：是指将同一种影像学的图像融合，多用于治疗前后的对比、疾病的随访观察、疾病不同状态的对比、运动伪影校准等方面。（2）模板融合：是指将患者的图像与模板（解剖或生理图谱等）图像融合，多用于正常结构的统计测量、不同患者同一类病变的比较、生长发育和衰老进程监测与制订诊断标准等方面。

10.5.1医学影像融合技术与分类2.按处理方法分类，可分为数值融合和智能融合。（1）数值融合法是将来源于不同成像设备的图像做空间归一化的处理，获得一致性描述后，来直接应用。（2）智能融合法是将来源于不同成像设备的图像做