图像重建一般方法ppt课件.ppt

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1、图像的投影与重建医学图像处理MedicalImagingProcessing问题的提出问题的提出：可以把图像处理成数据，如果有一组与图像相关的数据，能否反过来建立图像？图像重建一般方法：根据物体的一些横截面部分的投影而进行的。概述图像重建是图像处理中的一个重要分支，广泛的应用于物体内部结构图像的检测和观察中，它是一种无损检测技术。应用领域广泛，主要有：医疗、工业无损检测、核医学、电子显微、无线和雷达天文学、光显微、全息成像学以及理论视觉等等。重建算法：代数法、迭代法、傅立叶反投影法、卷积反投影法（运用最广泛，运算量小、速度快等优点）。1、从维数上分为：

2、二维图像重建、三维图像重建2、从成像方式上分为：发射断层成像反射断层成像透射断层成像图像重建分类图像重建分类从采用的射线波长分为：X射线成像超声成像微波成像核磁共振成像(MRI)激光共焦成像X线成像原理X线的本质：电磁辐射常用X线诊断设备：X线机、数字X线摄影设备（DSA、CR、DR）和X线计算机断层扫描设备（X线CT）等。X线的特征X线的特征X射线在电磁辐射中的特点属于高频率、波长短的射线X射线的频率约在3×1016～3×1020Hz之间，波长约在10～10-3nm之间X线诊断常用的X线波长范围为0.008～0.031nmX线的特征2.X射线与物质间

3、的相互作用（1）X射线的穿透作用。其贯穿本领的强弱与物质的性质有关X线的特征2.X射线与物质间的相互作用（2）X射线的荧光作用。X射线是肉眼看不见的，但当它照射某些物质时，如磷、铂氰化钡、硫化锌、钨酸钙等，能够使这些物质的原子处于激发态，当它们回到基态时就能够发出荧光，这类物质称荧光物质。医学中透视用的荧光屏、X射线摄影用的增感屏、影像增强器中的输入屏和输出屏都是利用荧光特性做成的。（3）X射线的电离作用。X射线虽然不带电，但具有足够能量的X光子能够撞击原子中轨道电子，使之脱离原子产生一次电离。电离作用也是X射线损伤和治疗的基础。X线的特征2.X射线与

4、物质间的相互作用（4）X射线的热作用。X射线被物质吸收，绝大部分最终都将变为热能，使物体温升。（5）X射线的化学效应(感光作用和着色作用)。X射线能使多种物质发生光化学反应。例如，X射线能使照相底片感光。（6）X射线的生物效应。生物组织经一定量的X射线照射，会产生电离和激发，使细胞受到损伤、抑制、死亡或通过遗传变异影响下一代，这种现象称为X射线的生物效应。这个特性可充分应用在肿瘤放射治疗中。X射线成像原理当高速带电粒子撞击物质受阻而突然减速时，能够产生X射线。医学影像诊断所用的X线产生设备是X线管（X-raytube，球管）。1．X射线的产生X射线的产

5、生需要的基本条件是：（1）有高速运动的电子流；（2）有阻碍带电粒子流运动的障碍物（靶），用来阻止电子的运动，可以将电子的动能转变为X射线光子的能量。X射线成像原理X射线的产生装置主要包括三部分：X射线管、高压电源及低压电源，如图所示。X射线成像原理2.X射线人体成像使用X射线对人体进行照射，并对透过人体的X射线信息进行采集、转换，并使之成为可见的影像，即为X射线人体成像。（1）X射线影像的形成当一束强度大致均匀的X射线投照到人体上时，X射线一部分被吸收和散射，另一部分透过人体沿原方向传播。由于人体各种组织、器官在密度、厚度等方面存在差异，对投照在其上的

6、X射线的吸收量各不相同，从而使透过人体的X射线强度分布发生变化并携带人体信息，最终形成X射线信息影像。X射线信息影像不能为人眼识别，须通过一定的采集、转换、显示系统将X射线强度分布转换成可见光的强度分布，形成人眼可见的X射线影像。X射线成像原理①人体不同密度组织与X线成像的关系X射线成像原理②人体不同厚度组织与X线成像的关系密度和厚度的差别是产生影像对比的基础，是X线成像的基本条件发射断层成像系统透射断层成像系统反射断层成像系统三种基本的图像重建系统发射断层成像发射源在物体内部，将具有放射性的离子（放射元素）注入物体内部，在物体外部检测其经过物体吸收之

7、后放射量。有正电子发射成像PET和单正电子发射断层成像SPECT发射投影成像正电子发射成像（PET：PositronEmissionTomography）采用在衰减时放出正电子的放射性离子，放出的正电子很快与负电子相撞湮灭而产生一对相背运动的光子。相对放置的两个检测器接收到这两个光子就可以确定一条射线，检测器围绕物体呈环形分布，相对的两个检测器构成一组检测器对，检测由一对正负电子产生的光子。正电子负电子光子光子PET成像系统示意图检测器检测器透射投影成像射线穿过物体时在检测器上得到的值就是射线的投影。投影重建是利用人体(物体)对射线的能量吸收衰减作用,

8、不同密度的组织具有不同的吸收能力。入射线6222入射线6141入射线少透射高密度体多透射入射线