- 01.课程简介
- 02.医学成像技术简介
- 03.医学图像质量
- 04.什么是DICOM
- 05.DICOM图片指向
- 06.DICOM图片传输
- 07.PACS
- 08.X光产生
- 09.X光管
- 10.X光滤过效应
- 11.X光管发热效应
- 12.X光与物质作用简介
- 13.康普顿散射
- 14.反应截面
- 15.光电吸收
- 16.瑞利散射
- 17.X光指数衰减
- 18.宽窄X光束
- 19.累积因子与互易定理
- 20.常电势加速器
- 21.X光投影成像
- 22.CR_DR
- 23.防散射格栅
- 24.荧光成像血管造影
- 25.荧光成像血管造影模式与伪影
- 26.乳腺钼靶成像
- 27.乳腺钼靶成像中的X光能量选取
- 28.乳腺钼靶成像中的设备
- 29.乳腺钼靶成像中的图像
- 30.乳腺钼靶成像中的伪影
- 31.CT简介
- 32.CT设备
- 33.CT图像与CT值
- 34.CT图像重建
- 35.CT剂量
- 36.CT伪影
- 37.双能能谱CT
- 38.X光辐射剂量测定
- 39.核磁共振成像中的“核”
- 40.核磁共振成像中的“磁”
- 41.核磁共振成像中的“共振”
- 42.核磁共振成像中的“成像”
- 43.塞曼效应
- 44.射频RF
- 45.拉莫尔进动与旋磁比
- 46.梯度线圈
- 47.T1弛豫时间
- 48.T2弛豫时间
- 49.T2star弛豫时间
- 50.翻转角
- 51.自旋回波脉冲序列
- 52.脉冲序列
- 53.反转回复序列
- 54.梯度回波序列
- 55.K空间
- 56.傅里叶变换
- 57.磁共振脉冲序列简介
- 58.MRI硬件
- 59.MRI线圈简介
- 60.功能磁共振成像
- 61.灌注磁共振成像
- 62.弥散磁共振成像
- 63.弹性磁共振成像MRE
- 64.化学交换饱和转移磁共振成像
- 65.MRI伪影
- 66.MRI安全
- 67.什么是超声
- 68.超声波的产生
- 69.超声波的传播
- 70.超声波的分辨率
- 71.超声波的成像
- 72.多普勒超声
- 73.超声波成像伪影
- 74.核医学与放射性
- 75.核素生产与放射药剂学
- 76.放射测量
- 77.闪烁照相机
- 78.闪烁照相机性能分析
- 79.SPECT成像
- 80.SPECT图像校正
- 81.SPECT临床应用
- 82.SPECT伪影
- 83.PET成像
- 84.PET图像重建
- 85.PET临床应用
- 86.PET伪影
- 87.放射自显影术与伽马探测器
- 88.原子结构
- 89.电磁辐射
- 90.带电粒子与物质作用
- 91.光子与物质作用
- 92.放射性
- 93.辐射照射
- 94.辐射剂量
- 95.辐射生物学
- 96.辐射损伤
- 97.质子治疗与成像
- 98.辐射风险评估
- 99.辐射防护标椎
- 100.辐射防护控制
- 文献与致谢
- 102.流星与布拉格峰
- 103.MR螺旋桨与并行扫描
- 104.MRI对比剂
- MPI01_磁粒子成像
- MPI02_朗之万方程
- MPI03_磁化信号分析
- MPI04_弛豫效应
- MPI06_弛豫效应简介
- MPI07_淋巴结转移诊断与磁粒子成像MPI
- MPI08_脉冲磁粒子成像MPI
- MPI09_投影重建磁粒子成像MPI
- MPI10_脉冲磁粒子成像生物安全
- 03_医学成像技术简介
- 04_核医学成像技术与磁粒子成像
- 微微01_原子核与核医学
- 微微02_电子与CT数
- 微微03_磁粒子磁化响应曲线编程
- 图像质量与格式01_简介
- 图像质量与格式02_质控
- 图像质量与格式03_DICOM
- 投影重建01_DICOM读取与投影重建
- 投影重建02_磁粒子信号
- 傅里叶变换01MRI磁共振成像
- 傅里叶变换02MPI磁粒子成像
- 衰减与弛豫01介绍
- 衰减与弛豫02磁粒子成像模拟 - 副本
- 医学成像中的选层
- 磁粒子成像模拟软件界面
- 医学成像中的梯度磁场
- 梯度线圈COMSOL模拟
- 梯度磁场程序模拟
- 医学成像中的聆听
- 拉东变换投影模拟
- IDL图像处理01画图
- IDL图像处理02图像操作
- IDL图像处理03形态学分析
- IDL图像处理04滤波反投影
- 高中生能听懂的磁粒子成像
- 文献阅读汇报_20211221a
- 文献阅读汇报_20211221b
- 文献阅读汇报_20211228a
- 文献阅读汇报_20211228b
课程目录
1.课程简介
2.医学成像技术简介
Radiography(X光成像)
Fluoroscopy—Real time radiography(荧光成像——实时的X光成像)
Mammography(乳腺癌钼靶成像)
Computed Tomography(CT成像)
Ultrasound imaging(超声成像)
Magnetic Resonance Imaging (MRI,磁共振成像)
Gamma Camera/Scintillation Camera(核素成像)
3.成像图像质量
对比度
Display contrast(显示器地对比度)
DICOM GSDF
分辨率
4.什么是DICOM
5.DICOM图片指向
Image Orientation-1
Image Orientation-2
Image Orientation-3
Image Orientation-4
Image Orientation-5
举例
6.DICOM图像传输
7.PACS
7.1 PACS介绍
7.2 PACS架构
8.X光产生
9.X光管
10.X光滤过效应
11.X光管发热效应
12.X光与物质作用简介
1.课程简介
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2.医学成像技术简介
在医院里面,放射科是由三部分组成:
1.扫描技师(Technologist)。负责每天扫描病人,在控制室里面,在磁共振(CT)控制室里面,给病人准备换衣服、静脉注射,然后把病人推到磁共振设备或者CT设备里面,然后进行扫描,这是扫描技师的工作。
2.放射科医生(Radiologist)。负责在电脑跟前,将每个病人的图片进行传送从而展示在显示屏上,通过读片子来做出诊断。
3.医学物理师(Medical Physicist)。负责每个医疗成像设备的正常运行,而且能确保得到的图片都是高质量的图片。
在这里插入图片描述
医学成像技术分类:
1.X光成像(X-ray imaging)。有核辐射,需要采用高能量的X光或者伽马光子;应用领域如胸透、拍片、乳腺癌钼靶成像、CT(Computed Tomography,通过旋转拍摄得到不同角度透射的图片,然后根据这个图片来做重建,最后得到人体横断面的图片)、荧光成像(Fluoroscopy)。
2.超声成像(UltraSound imaging)。没有那些辐射而且用的是声波,只不过频率要比声波要高,所以是安全的且特别方便,应用领域如解剖成像(Anatomical imaging)、多普勒超声(Doppler flow imaging,可以测量血管里面血流的速度和方向)、胎儿成像(Fetal Ultrasound)、心脏的超声成像(Echocardiography)。
3.磁共振成像(Magnetic Resonance,MR)。采用的是射频电波,安全且没有核辐射;应用领域如解剖成像(Anatomical imaging)、磁共振做血管成像(MR Angiography)、磁共振做功能成像(Functional MRI)。
4.核素成像(Radionuclide imaging)。有核辐射,需要采用高能量的X光或者伽马光子;应用领域如单光子平面或成像(Planar single photon imaging)、单光子发射的CT(Single Photon EmissionCT,SPECT)、正电子发射成像(Positron Emission Tonography),这三类都是需要通过往人体里面进行静脉注射一种核素,这种核素需要释放出光子或者释放出正电子来回到它的稳态,如果释放出光子,这光子高能光子穿过人体就会被探测器接收到,然后用来做成像。
其他的分类,譬如形态学成像(Morphological imaging,一种就是只反映出来各个器官的形态大小形状),功能成像(Functional imaging,就是反映出来每个器官的功能血流或者供血从而成像),诊断成像(Diagnostic imaging),治疗成像(Therapeutic imaging)。
Radiography(X光成像)
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上图中:
A和B两张都是胸透的片子,但就是X光穿过人体的位置方式不一样。
A是从前往后或者是从后往前这么照的;
B是侧着从左往右或者是从右向左这么照的;
C是颈椎(Lateral cervical spine)的成像,也是从左往右或者是从右向左这么照的;
D是手腕(Wrist)的成像,可以看清楚腕关节;
E是脚踝(Ankle)成像;
F是膝关节(Knee)成像;
G是髋关节(Hip)成像(里面还有一些金属的物体(钛合金)用来固定髋关节骨头);
综上可知X光看骨骼比较清除,比如一些骨折通过拍X光或者胸透。
Fluoroscopy—Real time radiography(荧光成像——实时的X光成像)
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上图通过打钡对比剂。
Mammography(乳腺癌钼靶成像)
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分辨率很高。
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A:数字化钼靶片(digital mammography),是透射图像,相当于整个乳腺的每一层的组织都把它重叠到一张图。
B:层析X射线照相组合(Tomosynthesis),通过不同的角度得到透视图,从而重建出断面的图像,看的更清楚,就可以去掉那些不同高度的图像组织的重叠。
Computed Tomography(CT成像)
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A: Sagittal;(矢状位)
B: Coronal;(冠状位)
C: Axial;(轴向的)
D: CT angiography of the head;(头部CT成像,通过静脉注射碘对比剂吸收X光)
E: Blood volume;(头部供血状况)
F: Pseudocolored 3D organ segmentation(三维的器官分割,用来进行体积或距离的测量)
Ultrasound imaging(超声成像)
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A:胎儿超声图像
B:胎儿头部直径测量
C:通过多个二维图片,可以进行三维成像建模
D:血管成像多普勒超声成像,红颜色、蓝颜色、绿颜色都反映出这个血流得方向和大小
Magnetic Resonance Imaging (MRI,磁共振成像)
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磁共振对软组织看的更清楚些。
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磁共振可以把软骨看得很清楚。
Gamma Camera/Scintillation Camera(核素成像)
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心脏成像
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总结3种成像方式:
非X光成像:超声波成像,核磁共振成像
基于x光成像:X光成像,乳腺癌钼靶成像,荧光成像,CT
核素成像:伽玛相机,SPECT,PET
3.成像图像质量
图像质量组成部分:
对比度
空间分辨率
噪声
对比度
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对比度是指图像上的差异、灰度之间紧密相邻图像上的区域。
对比度的分类:
1)对象本身得对比度
2)探测器(胶片或采集系统)的对比
3)显示成像的对比(给医生看的屏幕对比度怎么样)
X光穿过人体,如骨头吸收的多或者厚的组织吸收的X光多一点,薄的或者如空气、水等吸收X光少一点,则就会出现差别,它们的吸收率(吸收X光的强度)不一样,吸收率公式如下:
在这里插入图片描述
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上图中使用了对比剂(通常是碘),可以增强肿瘤与正常脑组织的对比。如碘注射到血液中,在血管里面,可以吸收很多的X光,肿瘤这个部位因为血管多所以碘的含量高,可以吸收很多的X光,就被照亮了。
Display contrast(显示器地对比度)
在这里插入图片描述
医学图片中希望把最黑的、最亮的、中间的能够完美地显示出来。
上图中如何将灰度转换为显示器上的实际密度:
窗口宽度(Window width,W)
window level(L)
饱和至黑色:L - W/2
饱和至白色:L + W/2
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1.检测器信号范围是0-4000计数/像素。
2.PC显示器相对亮度0-2000。
3.图像具有有用区域的信号范围为500-3000计数/像素。
像CT的话,窗口很宽,从负一千到正一千,如果全部显示出来的话,人眼不一定能够把那些细节检测出来看出来,所以针对CT,可以调整图像。
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上图所示,左图中,我们的目的是将软组织显示清除,其他的如骨头、空气等等不需要看的那么清楚,于是就可以使用Soft Tissue窗口;右图中,如果想看清楚如有些骨折或者有一些异常的关于骨头的,就可以使用Bone窗口。
可以局部的或者针对某个区域、某个具体的组织,在显示方面可以进行优化。
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DICOM GSDF
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显示器需要调,我们的显示器用的时间长了以后,它的颜色显示可能就会出现一个弱化,那么需要进行调节,将原始的图用黑白色在屏幕上面的亮暗进行最优的显示。
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DICOM(医学数字影像和通讯)有个标准叫GSDF,用来把屏幕的显示进行优化校准,目前的显示器都有一键校准的功能。
在这里插入图片描述
上图的左边,黑颜色的线就是校准之后的,白颜色的线是校准之前不满足GSDF的曲线。
可以看到,未校准之前黑色的方块在灰色的方块中不那么明显,校准之后黑色的方块在灰色的方块中很明显,对比度增强了。
分辨率
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复合成像系统的MTF
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任何成像系统的MTF都是该系统各部件MTF的乘积。在每毫米5个周期的空间频率下,x射线胶片-屏幕成像系统各部件的MTF为焦斑0.9,运动0.8,和强化屏幕0.7。
则复合成像系统的MTF为0.9 × 0.8 × 0.7=0.5。
4.什么是DICOM
在这里插入图片描述
所有的磁共振、医学影像设备里面出来的医学图片的格式,叫做DICOM(Digital Imaging and Communication in Medicine),是医疗设备的语言。
DICOM不只是图片的格式,还包括图片之间的传输交流格式和网络之间的协议。
由以下学会联合制定的标准:
ACR:美国放射学学会
NEMA:国家电气制造业协会
AAPM:美国医学物理协会
RSNA:北美放射学会
1993年的第3版改进了网络支持,并将名称改为DICOM,至今为止DICOM仍然是版本3,并且从那时起定期更新。
DICOM支持的成像模式
Magnetic Resonance Imaging(磁共振成像)
Nuclear Medicine(核医学)
Computed Tomography(计算机断层扫描)
Positron Emission Tomography(正电子发射断层扫描)
Ultrasound(超声波)
Digital X-Ray & X-Ray Angiography(数字X射线和X射线血管造影)
Electron Microscope(电子显微镜)
Digital Microscopy(数码显微镜)
等等…
DICOM支持各种不同的设备
打印机
投影仪
监控
电影数字化仪
存储服务器/ RAID
CD-R驱动器
Photoshop
等等
DICOM文件的格式
从影像设备里面出来的每个图片都是DICOM的格式,那么我们把文件从电脑上打开,把它拷贝或者把它打开看的话,其实它是由两部分组成,一部分是黑白图片(里面有骨头、软组织等等,显示出来人体的横截面或投影的一些信息),还有一部分是头文件(header),头文件和图像本身组合在一起。header非常重要里面包含很多的信息(如病人的信息、扫描设备的信息和扫描的时候如何进行扫描的信息)。
标题和图像数据存储在同一个文件中,所以重要的信息不会丢失;
存储了数百条关于病人、机器和数据采集的数据信息;
制造商需要遵照1993年颁布版本3的DICOM
支持每个文件一个切片(尽管有一些解决方法)