《医学图像处理》实验教学大纲(供四年制本科医学影像技术专业使用)

PAGE《医学图像处理》实验教学大纲(供四年制本科医学影像技术专业使用)Ⅰ前言编写本大纲的目的是要求学生在学习医学图像处理专业课的过程中，通过与实验课相结合，理论联系实际，使学生对该课程有更深刻的认识，更好地巩固学到的知识；该门课程涉及的知识面非常广，学生通过理论课程学到的知识非常抽象，通过编写实验程序，实现真正意义上的图像处理，更能具体的把握知识要点，为以后的工作打下坚实基础。本大纲适用于四年制本科医学影像技术专业使用。现将大纲使用中有关问题说明如下:一本实验教学大纲根据实验教材和理论教学大纲编写，每次实验课均由实验目的、实验要求及仪器、实验内容、实验总结四部分组成。其中，实验总结是学生实验报告的内容。二实验教学参考学时为36学时，分9次实验课。三实验教材：《医学影像图像处理实践教程》清华大学出版社，邱建峰等主编，2013年。II正文实验一医学图像处理初步认识一教学目的（一）了解CT、MRI影像数据采集。

（二）掌握使用MATLAB读取和显示影像。

（三）掌握使用MATLAB来获取图像的大小、颜色、高度、宽度等相关信息。

（四）掌握使用MATLAB显示影像及其原始直方图。

（五）掌握使用MATLAB按照指定要求存储影像。

（六）熟悉使用MATLAB安装SPM、REST等软件。二教学要求计算机、Matlab2012b软件、SPM软件、REST软件、待处理图片。三教学内容（一）如何查找通过U盘或者光盘导出的DICOM数据。（二）简单图像处理命令：imread()函数读取图像imshow()函数显示图像imfinfo()函数获取图像信息dicominfo()函数获取DICOM图像信息imhist()函数显示图像原始直方图saveas()和imwrite()函数保存图像并分析其差别imshow(I,[lowhigh])显示图像，设置不同的[lowhigh]，观察图像的变化用im2bw将一幅灰度图像转化为二值图像，并且用imshow显示出来观察图像的特征（三）在Matlab2012b平台安装SPM软件、REST软件和DPARSF软件。实验二

医学图像处理基础一教学目的（一）掌握影像格式转换

（二）掌握影像的灰度变换及直方图显示（三）掌握影像的加法运算和减法运算（四）熟悉spm及rest软件界面二教学要求计算机、Matlab2012b软件、SPM软件、REST软件、待处理图片。三教学内容（一）读取一幅dicom图像，调整其灰阶范围至清晰显示，建立一个2x2的图片显示窗口，将原始图像、调整后图像及直方图进行对比显示，用下标（原始图、调整图、原始直方图、调整直方图）分别标注每一幅图像，最后将该图像保存为JPEG格式和BMP格式，用命令读取两种格式的图像信图像信息，比较其不同。(二)读取并显示待处理影像并获取原始直方图，用imadjust函数实现对影像像素值的灰度变换，主要包括对比度调整、亮度调整和灰度反转，将所有原始图像和变换后图像放一起进行对比显示并保存为JPEG格式。(三)对获取的待处理影像加上随机高斯噪声，并输出含随机噪声的四幅图像并显示；对两幅影像进行相加求平均处理；对四幅图像进行相加求平均处理；显示原图像和处理后图像并观察直方图变化。(四)获取同一部位的两幅影像造影像和蒙片像，将两幅图像进行相减，将减影后的图像进行对比度增强及反转变换并显示。

（五）在Matlab中打开SPM软件和REST软件，熟悉其操作界面。实验三

医学图像运算一教学目的（一）掌握影像的灰度变换。（二）掌握影像的加法运算。（三）掌握图像的平移、缩放、旋转、镜像、剪切，了解三种插值算法的特点。二教学要求计算机、Matlab2012b软件、待处理图像。三教学内容（一）读取并显示待处理影像并获取原始直方图，用imadjust函数实现对影像像素值的灰度变换，主要包括对比度调整、亮度调整和灰度反转，将所有原始图像和变换后图像放一起进行对比显示并保存为JPG格式。（二）对获取的待处理影像加上随机高斯噪声，并输出含随机噪声的四幅图像并显示；对两幅影像进行相加求平均处理；对四幅图像进行相加求平均处理。（三）参照实验教程，设计程序实现图像的不扩张矩阵平移处理、扩张矩阵平移处理，图像缩放和变形处理，图像的旋转处理，图像的镜像处理，图像的剪切处理。实验四

医学图像增强一教学目的（一）掌握直方图均衡化增强。（二）掌握影像的噪声类型。（三）掌握影像的均值滤波。（四）掌握影像的中值滤波。（五）熟悉影像的锐化滤波。二教学要求计算机、Matlab2012b软件、待处理图像。三教学内容（一）设计程序对图像添加高斯噪声、椒盐噪声、泊松噪声以及乘性噪声，比较各种噪声的特点。（二）使用锐化滤波器边缘检测算子进行图像边缘提取。（三）不同图像噪声平滑滤波比较。（四）图像增强（直方图均衡化）。实验五

医学图像分割一教学目的（一）掌握医学图像直方图阈值分割法。（二）掌握医学图像迭代阈值分割法。（三）掌握医学图像大津阈值分割法。（四）掌握医学图像边缘探测算法分割图像。二教学要求计算机、Matlab2012b软件、待处理图像。三教学内容（一）设计程序使用直方图法对图像进行分割。（二）设计程序使用迭代阈值法对图像进行分割。（三）使用matlab函数graythresh对图像进行分割。（四）使用梯度算子、Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子、Log算子、Canny算子对图像进行分割。实验六

医学图像配准一教学目的（一）理解基于特征点的医学图像配准。（二）掌握利用matlab中的cpselect进行两幅图像交互配准的方法。二教学要求计算机、Matlab2012b软件、待处理图像。三教学内容基于特征点的图像配准：首先提取图像信息的特征点，然后以这些特征点为模型进行配准。通过特征点计算变换参数的基础是两个一一对应的点集，一个点集来自参考图像，另一个来自待配准图像。Matlab中使用特征点进行图像配准包括以下步骤：（一）将图像读入到matlab空间。（二）使用cpselect函数制定图像中的成对特征点，并保存特征点。（三）指定要使用的变换类型，并根据特征点对推测参数。利用cp2tform函数对图像的对应点生成变换结构，利用imtransform函数完成空间变换。（四）对没有对准的图像进行变换，使之对准。实验七

医学图像融合一教学目的（一）理解影像融合的意义。（二）掌握常用影像融合方法。（三）熟练运用matlab软件进行融合操作。二教学要求计算机、Matlab2012b软件、待处理图像。三教学内容（一）使用图像像素值极大（小）法进行图像融合。（二）使用图像像素加权法进行图像融合。（三）使用傅里叶变换法进行图像融合。实验八

fMRI原理及SPM软件应用(一)一教学目的（一）熟悉广义的fMRI和狭义的fMRI。（二）熟悉SPM软件工作流程。二教学要求计算机、Matlab2012b软件、待处理图像。三教学内容（一）格式转换。（二）slicetime（时间层校正）。（三）realign（头动校正）。（四）normalise（配准）。（五）smooth（平滑）。（六）统计分析。（七）结果显示。实验九

fMRI原理及SPM软件应用(二)一教学目的（一）熟悉SPM软件预处理数据的缺点。（二）熟悉DPARSF处理静息态fMRI的方法。二教学要求计算机、Matlab2012b软件、待处理图像。三教学内容（一）静息态fMRI数据预处理流程。（二）静息态fMRI局部指标。（三）静息态fMRI连接指标。Ⅲ教学组织与方法一实施机构：由医学影像学系影像诊断教研室执行。二组织内容：教案讲义审核、集体教学备课、教学方法研究、教学手段应用。三教学方法1.实验教学：示教重点内容，核心程序先进行讲解，具体的设计由同学自行完成，可分组进行讨论，普通X线机等设备同学自己设计测量，辅助现代教育技术和传统教学手段。2.实验地点：医学影像学实验室。教师由影像诊断学教研室委派。3.辅导形式：实验教师核心程序讲解、同学独立完成完整程序、现场答疑、实验报告总结分析等。四考核办法