医学影像原理及在放射治疗中的应用.pptVIP

1，医学影像影像的计算机表现形式 影像信号最终靠视觉识别 所有医学影像最终转换为人视觉识别的信息，信息的解读需要按照人视觉模式设计；人体视觉的形成有视杆、视椎细胞对光线的不同识别，最终是靠人脑的信息加工完成的 视觉的误导 交点的白色可能被误看为黑色 视觉误导难于避免 医学影像主要的问题还是特异性、准确性和伪影 视觉感受 影像的表现形式 计算机图像、CRT影像、胶片和打印件 灰度影像、伪彩色；灰度、对比度 RGB颜色体系，是相加颜色体系，24位表示一个点的颜色，分别表示RED、GREEN、BLUE；用于计算机图像；相减颜色体系用于印刷等 计算机显卡、显示器作为硬件用于计算机影像显示；显示器的状态（老化和设置）相同图片可以具备不同效果 图像处理、重建的后处理软件 影像数据的量 一帧通常的CT图片， 分辨率512x512点阵，用256级灰度表示，需要约256k Byte数据；用24位真彩色表示约768k Byte数据；另外还有患者相关信息、扫描条件信息等数据 通常诊断CT在20～40M，放疗定位CT在50～150M 现代医学影像数据量大，数据存储、处理需要强大的计算机硬件、软件支持 2，图像处理技术概念 提高影像利用的水平 获取隐藏的信息 得到新的图像 常见后处理方式示意 左图为窗显示原理、右图为效果处理实例 去除影像本底，纠正曝光不均 医学影像的处理 不同于上述处理，上述处理仅仅为了达到一个图像的效果，得到新的图像 医学图像的处理为了更多解读系统探测到的人体信息，处理并不增加信息的量，仅仅是将部分感兴趣的信息加以强化 处理针对具体的影像手段，总的是增强信噪比 现代医学影像引入模式识别的功能，对医师诊断具有提示，不是我们这儿关心的问题 影像设备的模式 不同影像设备具有不同的原理 同类设备被设计为完成不同的功能，具备多种工作模式，各个模式工作的要求通常不一致；比如CT的高分辨率模式、用不用螺旋扫描 特殊的影像获取设置和后处理可以完成特别的功能；如CT是断层影像，仅仅有轴位图像，临床使用的仿真内窥镜、MPR重建、任意平面重建、血管造影CTA技术等均依赖于后处理技术；核医学成像由于要尽可能减少放射性同位素的使用量，后处理改善可以从图像得到更多信息就更加重要 附两例CT MPR重建 3，医学影像技术原理基础 医学影像学技术是现代医疗临床实践不可或缺的重要检查手段，在相当程度上占据了医疗投资的很大部分 3.1医学影像在放疗中的地位 传统放射治疗对医学影像的使用非常广泛，是诊断肿瘤范围的主要手段，其方法学主要基于透视影像 现代放射治疗对医学影像的使用更加广泛，方法上更多的依赖断层影像，CT/NMR，功能影像手段和生理运动影像使放射治疗更上了一个台阶 医学影像在肿瘤放射治疗中无可替代的重要 3.1.1，放疗中使用的医学影像手段 基于超声波的， 超声诊断 NOMOS产品，盆腔脏器位置跟踪，用于前列腺定位 近距离治疗插置中应用 3.1.2.放疗中使用的医学影像手段 基于X射线投影的 透视影像：诊断、定位、几何位置控制检测；数字减影技术应用于血管内近距离治疗；动态透视用于校正等 断层影像：诊断、定位、精确放疗几何解剖密度数据获取，核心应用 新技术：动态断层影像4D－CT、IGRT 3.1.3.放疗中使用的医学影像手段 基于NMR的影像 诊断优势，头颈部、软组织、神经系统等 临床主要用于CT－MR融合 新技术：功能性MR提供更多肿瘤信息 3.1.4.放疗中使用的医学影像手段 基于药物包含的放射性同位素核探测的影像技术 探测对象可能是核素直接发射的伽马射线，也可以是核素发射的正电子湮没时发射的两个方向相反、能量均为0.512MeV的伽马光子（需要使用时间符合技术） 核医学诊断，提前发现或排除转移 PET－CT技术提供更多肿瘤内部信息 3.2；超声波成像技术原理 使用超声波，纵波；在人体软组织中大约为1630m/s；频率越高分辨率越高、探测深度越浅 超声波在人体组织界面中的衰减、反射，探测放射信号 时间补偿放大（Time Gain Compensation） 幅度调制和亮度（Brightness）调制 阵列换能器（探头） 超声阵列换能器 超声设备结构 超声三维成像 超声成像临床应用 受到含气脏器、骨的严重影像，伪影较多，准确性依赖于操作人员 几何分辨率有限，图像难于配准 设备简便，对操作人员安全，用于近距离治疗和治疗监测方便 多普勒（彩超）甚至可以用于颅内 3.3NMR成像原理 请孙昌进博士讲解 3.4核医学成像原理 γ相机、SPECT（single photon emission computer tomography）、PET（positron emission tomography）等 放射性核素在体内的分布差异，常用核素有