医学成像技术课件13其他成像技术
合集下载
医学数字成像技术PPT课件
放射治疗
数字成像技术用于定位肿瘤，精 确指导放射治疗，减少对周围正
常组织的损伤。
介入治疗
在数字成像技术的辅助下，医生可 以精确地进行介入手术，如血管成 形术、支架植入等。
手术导航
数字成像技术可以实时更新手术部 位的图像，帮助医生在手术过程中 精确导航。
医学影像教学
直观展示
数字成像技术能够直观地展示人体内部结构和病 变，帮助学生更好地理解医学知识。
动态演示
通过数字成像技术，教师可以演示疾病的动态变 化过程，提高教学效果。
个性化学习
学生可以根据自己的学习需求，通过数字成像技 术进行自主学习和个性化学习。
04
医学数字成像技术前沿与展望
医学数字成像技术发展趋势
01
02
03
04
医学数字成像技术向高分辨率 、高灵敏度、高速度发展，以 满足临床诊断和治疗的需求。
医学数字成像技术将更加智能 化和自动化，提高诊断的准确
性和效率。
医学数字成像技术将与信息技 术、人工智能等技术深度融合
，实现远程诊断和治疗。
医学数字成像技术将更加注重 安全性，减少辐射剂量和损伤
。
医学数字成像技术面临的挑战
医学数字成像技术的成本较高，需要 进一步降低成本，以便更广泛地应用 于临床。
核磁共振成像（MRI）
利用磁场和射频脉冲对人体组织进行 无创检查，可获取高分辨率的解剖结 构和生理功能信息。
超声数字成像
利用高频声波显示人体内部结构，具 有无创、无痛、无辐射等优点。
医学数字成像技术优缺点
优点
高清晰度、高分辨率、多角度观察、无创无痛无辐射等。
缺点
部分设备价格昂贵、操作复杂、存在辐射或磁场影响等。
数字成像技术用于定位肿瘤，精 确指导放射治疗，减少对周围正
常组织的损伤。
介入治疗
在数字成像技术的辅助下，医生可 以精确地进行介入手术，如血管成 形术、支架植入等。
手术导航
数字成像技术可以实时更新手术部 位的图像，帮助医生在手术过程中 精确导航。
医学影像教学
直观展示
数字成像技术能够直观地展示人体内部结构和病 变，帮助学生更好地理解医学知识。
动态演示
通过数字成像技术，教师可以演示疾病的动态变 化过程，提高教学效果。
个性化学习
学生可以根据自己的学习需求，通过数字成像技 术进行自主学习和个性化学习。
04
医学数字成像技术前沿与展望
医学数字成像技术发展趋势
01
02
03
04
医学数字成像技术向高分辨率 、高灵敏度、高速度发展，以 满足临床诊断和治疗的需求。
医学数字成像技术将更加智能 化和自动化，提高诊断的准确
性和效率。
医学数字成像技术将与信息技 术、人工智能等技术深度融合
，实现远程诊断和治疗。
医学数字成像技术将更加注重 安全性，减少辐射剂量和损伤
。
医学数字成像技术面临的挑战
医学数字成像技术的成本较高，需要 进一步降低成本，以便更广泛地应用 于临床。
核磁共振成像（MRI）
利用磁场和射频脉冲对人体组织进行 无创检查，可获取高分辨率的解剖结 构和生理功能信息。
超声数字成像
利用高频声波显示人体内部结构，具 有无创、无痛、无辐射等优点。
医学数字成像技术优缺点
优点
高清晰度、高分辨率、多角度观察、无创无痛无辐射等。
缺点
部分设备价格昂贵、操作复杂、存在辐射或磁场影响等。
医学图像成像模式PPT课件
超声速度、角度分辨率 最大径向检测范围
62
.cn
第二章 医学图像的成像模式 一．光学成像及其图像信息 二．X线及X-CT及其图像信息 三．磁共振成像及其图像信息 四．超声成像及其图像信息 五．放射性核素(发射型计算机断层)成像
及其图像信息
63
.cn
PET的出现
❖ 1943，瑞典化学家赫维西 (George Charles de Hevesy)， 发现了用于人体检测的安全 有效的放射性追踪剂， 获得诺贝尔化学奖。
k=2000，则，？
27
.cn
② CT值的信息
特定物质（人体组织） 线性吸收系数 CT值 图像灰度值
28
.cn
CT值和图像灰度 相关，
但可能超出图像 灰度范围。
29
.cn
③ 对比度增强机制 —— 改变线性吸收系数及CT值
a) 图像的灰度对比度反映了不同组织成分的吸 收系数的差异
b) 组织密度和线性吸收系数接近、CT值相近时， 可采用对比度增强剂（碘）
❖ 高于X-CT，低于核素成像和光学成像 ❖ 10-3 ~ 1 mM
46
.cn
3. MRI的一般技术性能 ① 灵敏度 ② 空间分辨率
❖ 稍逊于X-CT，高于其他医学成像方式 ❖ 临床MRI：1 mm ❖ 动物MRI：100 m
47
.cn
3. MRI的一般技术性能 ① 灵敏度 ② 空间分辨率 ③ 时间分辨率
I0 X射 线 源
I
检 测 器 d
I I0eμd
N
μidi I I0e i1
线性吸收系数：
➢ 不同的生物组织和不同的厚度，对于X射线的衰减 程度各不相同
➢ X线吸收系数，物质固有属性
62
.cn
第二章 医学图像的成像模式 一．光学成像及其图像信息 二．X线及X-CT及其图像信息 三．磁共振成像及其图像信息 四．超声成像及其图像信息 五．放射性核素(发射型计算机断层)成像
及其图像信息
63
.cn
PET的出现
❖ 1943，瑞典化学家赫维西 (George Charles de Hevesy)， 发现了用于人体检测的安全 有效的放射性追踪剂， 获得诺贝尔化学奖。
k=2000，则，？
27
.cn
② CT值的信息
特定物质（人体组织） 线性吸收系数 CT值 图像灰度值
28
.cn
CT值和图像灰度 相关，
但可能超出图像 灰度范围。
29
.cn
③ 对比度增强机制 —— 改变线性吸收系数及CT值
a) 图像的灰度对比度反映了不同组织成分的吸 收系数的差异
b) 组织密度和线性吸收系数接近、CT值相近时， 可采用对比度增强剂（碘）
❖ 高于X-CT，低于核素成像和光学成像 ❖ 10-3 ~ 1 mM
46
.cn
3. MRI的一般技术性能 ① 灵敏度 ② 空间分辨率
❖ 稍逊于X-CT，高于其他医学成像方式 ❖ 临床MRI：1 mm ❖ 动物MRI：100 m
47
.cn
3. MRI的一般技术性能 ① 灵敏度 ② 空间分辨率 ③ 时间分辨率
I0 X射 线 源
I
检 测 器 d
I I0eμd
N
μidi I I0e i1
线性吸收系数：
➢ 不同的生物组织和不同的厚度，对于X射线的衰减 程度各不相同
➢ X线吸收系数，物质固有属性
医学影像学ppt课件ppt课件
钡剂 （ barium） 硫酸钡粉末加水和胶配成，以W/V表示 混悬液：用于食道及胃肠造影或气钡双重 钡胶浆：主要用于支气管造影检查
*
*
*
碘 剂 有机碘制剂： 用途：血管，胆道，胆囊，泌尿造影及CT增强 排泄：经肝或肾，从胆道或泌尿道排出 类型：离 子 型：副作用大，过敏反应多，价格低 非离子型：低渗，低粘度，低毒性，高费用 无机碘制剂：用于气管，输尿管，膀胱造影等 如碘化油、碘化钠等
*
DSA的临床应用
特别适用于心脏大血管检查 了解心内解剖结构异常 观察大血管病变：主动脉夹层、主动脉瘤 主动脉缩窄、主动脉发育异常等 显示冠状动脉、头部及颈部动脉病变
*
*
*
*
2、X线的特性 波长：0.0006~50nm X线诊断常用波长:0.008~0.031nm 与X线成像相关的特性： 穿透性 荧光效应 感光效应 电离效应 (生物效应)
影像诊断学
X线，放射诊断学 超声成像 (Ultrasonography:US) 核素显像：包括 γ闪烁成像 发射体层成像（ Emission Computed Tomography，ECT ) 单光子发射体层成像（SPECT ) 正电子发射体层成像（PET ) CT (Computed Tomography) MRI (Magnetic Resonance Imaging)
与成像相关的特性 穿 透 性：能穿透可见光不能穿透的各种不同密度物体，此为X线成像的基础（吸收与衰减，穿透与管电压，厚度与密度） 荧光效应：能激发荧光物质发出可见光，此为X线透视的基础 摄影效应：能使涂有溴化银的胶片感光并形成潜影，以显定影处理产生黑、白图像。此为X线摄影的基础 电离效应：X线通过任何物质都可产生电离效应，此为X线防护和放射治疗的基础
*
*
*
碘 剂 有机碘制剂： 用途：血管，胆道，胆囊，泌尿造影及CT增强 排泄：经肝或肾，从胆道或泌尿道排出 类型：离 子 型：副作用大，过敏反应多，价格低 非离子型：低渗，低粘度，低毒性，高费用 无机碘制剂：用于气管，输尿管，膀胱造影等 如碘化油、碘化钠等
*
DSA的临床应用
特别适用于心脏大血管检查 了解心内解剖结构异常 观察大血管病变：主动脉夹层、主动脉瘤 主动脉缩窄、主动脉发育异常等 显示冠状动脉、头部及颈部动脉病变
*
*
*
*
2、X线的特性 波长：0.0006~50nm X线诊断常用波长:0.008~0.031nm 与X线成像相关的特性： 穿透性 荧光效应 感光效应 电离效应 (生物效应)
影像诊断学
X线，放射诊断学 超声成像 (Ultrasonography:US) 核素显像：包括 γ闪烁成像 发射体层成像（ Emission Computed Tomography，ECT ) 单光子发射体层成像（SPECT ) 正电子发射体层成像（PET ) CT (Computed Tomography) MRI (Magnetic Resonance Imaging)
与成像相关的特性 穿 透 性：能穿透可见光不能穿透的各种不同密度物体，此为X线成像的基础（吸收与衰减，穿透与管电压，厚度与密度） 荧光效应：能激发荧光物质发出可见光，此为X线透视的基础 摄影效应：能使涂有溴化银的胶片感光并形成潜影，以显定影处理产生黑、白图像。此为X线摄影的基础 电离效应：X线通过任何物质都可产生电离效应，此为X线防护和放射治疗的基础
医学影像学技术PPT演示课件
胸部：肺、胸膜及纵隔各种肿瘤，肺结 核，肺炎，支气管扩张，肺脓肿，囊肿， 肺不张，气胸，骨折等；
腹、盆腔：各种实质器官的肿瘤、外伤、 出血，肝硬化，胆结石，泌尿系结石、积 水，膀胱、前列腺病变，某些炎症、畸形 等；
脊柱、四肢：骨折，外伤，骨质增生， 椎间盘病变，椎管狭窄，肿瘤，结核等 ；
骨骼、血管三维重建成像；各部位的 MPR、MIP成像等；
医学影像技术
1
What I will say
• 概念 • B超 • CT • X光 • 临床应用 • 医学影像技术的前景
2
超声诊断学
研究和应用超声的物理特性，以某种方式扫查人 体，诊断疾病的科学称为超声诊断学。超声诊断学 主要是研究人体对超声的反作用规律，以了解人体 内部情况，互为补充。它以强度低、频率高、对人 体无损伤、无痛苦、显示方法多样而著称，尤其对 人体软组织的探测和心血管脏器的血流动力学观察 有其独到之处。超声诊断学包括作用原理、仪器构 造、显示方法、操作技术、记录方法、以及界面对 超声的反射、散射或者透射信号的分析与判断等内 容。
11
CT 和核磁共振技术已经广泛应用于临床实践，
但传统 的X线检查仍然具有不可替 代的作用。普通X线诊断是其他各 种影像诊断的基础X线
X线检查在发现呼吸系统疾病，了解病变范围、分 布、性质、程度、及观察疗效上具有无可替代的重要作 用。同时，胸部透视简便经济，是发现胸部疾病的主要 方法之一
胃肠道X线造影，是胃肠道疾病诊断的首选方法， 透视可以观察膈肌运动和胃肠蠕动 消化道穿孔和肠梗阻，以腹部平片为主要诊断方法 高千伏摄影可清楚显示气管及肺门区支气管，尤其 对纵膈肿瘤，支气管肺癌等多种疾病的诊断有显著 的优点 另外，X线检查还广泛的应用于：循环系统造影、 泌尿生殖系统造影、介入手术、引导穿刺、异物取 出、软X线摄影等
腹、盆腔：各种实质器官的肿瘤、外伤、 出血，肝硬化，胆结石，泌尿系结石、积 水，膀胱、前列腺病变，某些炎症、畸形 等；
脊柱、四肢：骨折，外伤，骨质增生， 椎间盘病变，椎管狭窄，肿瘤，结核等 ；
骨骼、血管三维重建成像；各部位的 MPR、MIP成像等；
医学影像技术
1
What I will say
• 概念 • B超 • CT • X光 • 临床应用 • 医学影像技术的前景
2
超声诊断学
研究和应用超声的物理特性，以某种方式扫查人 体，诊断疾病的科学称为超声诊断学。超声诊断学 主要是研究人体对超声的反作用规律，以了解人体 内部情况，互为补充。它以强度低、频率高、对人 体无损伤、无痛苦、显示方法多样而著称，尤其对 人体软组织的探测和心血管脏器的血流动力学观察 有其独到之处。超声诊断学包括作用原理、仪器构 造、显示方法、操作技术、记录方法、以及界面对 超声的反射、散射或者透射信号的分析与判断等内 容。
11
CT 和核磁共振技术已经广泛应用于临床实践，
但传统 的X线检查仍然具有不可替 代的作用。普通X线诊断是其他各 种影像诊断的基础X线
X线检查在发现呼吸系统疾病，了解病变范围、分 布、性质、程度、及观察疗效上具有无可替代的重要作 用。同时，胸部透视简便经济，是发现胸部疾病的主要 方法之一
胃肠道X线造影，是胃肠道疾病诊断的首选方法， 透视可以观察膈肌运动和胃肠蠕动 消化道穿孔和肠梗阻，以腹部平片为主要诊断方法 高千伏摄影可清楚显示气管及肺门区支气管，尤其 对纵膈肿瘤，支气管肺癌等多种疾病的诊断有显著 的优点 另外，X线检查还广泛的应用于：循环系统造影、 泌尿生殖系统造影、介入手术、引导穿刺、异物取 出、软X线摄影等
《医学影像技术学》PPT课件
中的表现差异。
鉴别诊断思路与方法
病史与临床表现
影像学表现
强调病史和临床表现对鉴别诊断的重要性， 包括患者的年龄、性别、症状、体征等信息。
分析不同病变在影像学上的表现特征，包括 病变的部位、形态、大小、密度、信号等信 息。
实验室检查
诊断性治疗
介绍实验室检查在鉴别诊断中的应用，如血 液检查、尿液检查、生化检查等结果对诊断 的提示作用。
X线成像设备与技术
01
02
03
04
X线机的基本构造与工作原理
X线成像的原理与过程
X线检查技术及其临床应用
X线防护与安全措施
CT成像设备与技术
CT机的基本构造与工作原理 CT检查技术及其临床应用
CT成像的原理与过程 CT图像后处理技术
MRI成像设备与技术
01
MRI机的基本构造与工作原理
02
MRI成像的原理与过程
X线检查方法
包括透视、摄影、造影检 查等。
X线检查应用
广泛应用于骨骼系统、呼 吸系统、消化系统、泌尿 系统等部位的检查。
CT检查方法及应用
01 02
CT成像原理
利用X线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收透过该 层面的X线，转变为可见光后，由光电转换变为电信号，再经模拟/数字 转换器转为数字，输入计算机处理。
循环Байду номын сангаас统疾病
超声心动图、心血管造影等技术可观察心 脏和大血管的结构和功能，对心脏病、血
管病变的诊断和治疗有重要意义。
消化系统疾病
通过X线钡餐造影、CT、MRI等技术，可 以检测食管、胃、肠等消化器官的病变， 为消化道疾病的诊断和治疗提供帮助。
在治疗效果评估中的价值
鉴别诊断思路与方法
病史与临床表现
影像学表现
强调病史和临床表现对鉴别诊断的重要性， 包括患者的年龄、性别、症状、体征等信息。
分析不同病变在影像学上的表现特征，包括 病变的部位、形态、大小、密度、信号等信 息。
实验室检查
诊断性治疗
介绍实验室检查在鉴别诊断中的应用，如血 液检查、尿液检查、生化检查等结果对诊断 的提示作用。
X线成像设备与技术
01
02
03
04
X线机的基本构造与工作原理
X线成像的原理与过程
X线检查技术及其临床应用
X线防护与安全措施
CT成像设备与技术
CT机的基本构造与工作原理 CT检查技术及其临床应用
CT成像的原理与过程 CT图像后处理技术
MRI成像设备与技术
01
MRI机的基本构造与工作原理
02
MRI成像的原理与过程
X线检查方法
包括透视、摄影、造影检 查等。
X线检查应用
广泛应用于骨骼系统、呼 吸系统、消化系统、泌尿 系统等部位的检查。
CT检查方法及应用
01 02
CT成像原理
利用X线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收透过该 层面的X线，转变为可见光后，由光电转换变为电信号，再经模拟/数字 转换器转为数字，输入计算机处理。
循环Байду номын сангаас统疾病
超声心动图、心血管造影等技术可观察心 脏和大血管的结构和功能，对心脏病、血
管病变的诊断和治疗有重要意义。
消化系统疾病
通过X线钡餐造影、CT、MRI等技术，可 以检测食管、胃、肠等消化器官的病变， 为消化道疾病的诊断和治疗提供帮助。
在治疗效果评估中的价值
医学影像ppt课件大全最新版
02
医学影像技术快速发展
CT、MRI、超声等技术的相继问世和广泛应用。
03
医学影像技术不断创新
PET、SPECT、光学成像等技术的涌现和发展。
医学影像技术分类及应用领域
CT成像技术
应用于全身各部位的检查，尤 其对于颅内病变有很高的诊断 价值。
超声成像技术
应用于腹部、妇产、心血管等 部位的检查，具有实时、无创 、便携等优点。
X线检查
01
02
03
X线成像原理
利用X射线的穿透性，使 人体组织在荧光屏上或胶 片上形成影像。
X线检查类型
包括普通X线检查、计算 机X线摄影（CR）、数字 X线摄影（DR）等。
X线检查应用
广泛应用于骨骼系统、呼 吸系统、消化系统等疾病 的诊断。
CT检查
01 02
CT成像原理
利用X射线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收透过 该层面的X射线，转变为可见光后，由光电转换变为电信号，再经模拟/ 数字转换器转为数字，输入计算机处理。
消化系统疾病应用
肝癌
利用超声、CT、MRI等影像技术，可以实现肝癌的早期发现和准 确分期，为手术和介入治疗提供指导。
胰腺炎
通过CT、MRI等影像技术，可以准确诊断胰腺炎并评估其严重程度 和并发症情况，指导临床治疗和管理。
消化道肿瘤
利用内镜超声、CT、MRI等影像技术，可以实现消化道肿瘤的早期 发现和准确分期，为手术和放化疗提供指导。
04 医学影像技术在临床应用
神经系统疾病应用
脑肿瘤
通过CT、MRI等影像技术，可以清晰显示肿瘤的位置、大小、形态 及与周围组织的关系，为手术提供精确的导航。
脑血管疾病
医学成像技术(三维重建技术)课件
光源 入射光
法向量 反射光 视线
折射定律
折射定律：折射线在入射线与法线构成的平 面上，折射角与入射角满足 1 sin 2 sin
入射光
1 2
折射光
能量关系
在光的反射和折射现象中的能量分布：
Ii I d I s It I v
下标为i,d,s,t,v的能量项分别表示为入射光 强，漫反射光强，镜面反射光强，透射光强， 吸收光强
反射光，透射光决定了物体所呈现的颜色
简单光照明模型-环境光
假定物体是不透明的（即无透射光）
环境光：在空间中近似均匀分布，即在任何位置、
任何方向上强度一样,记为Ia
环境光反射系数Ka：在分布均匀的环境光照射
7.2 主要内容
预处理 分割 模型构建
模型网格简化
绘制
Байду номын сангаас
预处理
分割
二维分割
三维分割
重建
绘制 面绘制
体绘制
7.3 表面绘制
Marching Cube 算法
表面 重建 皮肤 灰度 阈值
HU=500
表面 重建 皮肤
HU=500
骨头
HU=1150
表面 重建
透明显示
能量是守恒的
简单光照明模型
模拟物体表面的光照明物理现象的数
学模型－光照明模型 简单光照明模型亦称局部光照明模型， 其假定物体是不透明的，只考虑光源 的直接照射，而将光在物体之间的传 播效果笼统地模拟为环境光。 可以处理物体之间光照的相互作用的 模型称为整体光照明模型
简单光照明模型
光照射到物体表面，主要发生： 反射 透射（对透明物体） 部分被吸收成热能
《成像的基本概念》课件
摄像机性能参数：感光元件、像素、光学变焦、数字变焦 等。
数码相机
数码相机种类 家用数码相机 单反数码相机
微单数码相机
数码相机工作原理：通过镜头采集光 线，将景物反射的光线转化为数字信 号，经过处理后形成图片。
数码相机性能参数：传感器类型、像 素、镜头规格、对焦方式等。
医用影像设备
医用影像设备种类 X光机
VS
详细描述
医学影像领域中，成像技术用于诊断和治 疗，如X光、超声和MRI等；安全监控领 域中，成像技术用于监控和侦查，如红外 和夜视等；科学研究领域中，成像技术用 于观察微观和宏观世界，如显微镜和望远 镜等；娱乐产业中，成像技术用于电影、 游戏和虚拟现实等。
CHAPTER
02
成像原理
光学成像原理
05
成像技术展望
高清成像技术
总结词
高清成像技术是指通过高分辨率的显示设备，呈现出更加清晰、逼真的图像效果。
详细描述
随着显示技术的不断发展，高清成像技术已经成为现代成像系统的重要发展方向。高清成像技术能够 提供更高的分辨率和更丰富的色彩表现，使图像更加细腻、逼真，为医疗、教育、娱乐等领域提供了 更加优质的视觉体验。
CHAPTER
03
成像设备
光学摄像机
在此添加您的文本17字
摄像机种类
在此添加您的文本16字
模拟摄像机
在此添加您的文本16字
数字摄像机
在此添加您的文本16字
高清摄像机
在此添加您的文本16字
摄像机工作原理：通过镜头采集光线，将景物反射的光线 转化为电信号，经过处理后形成视频信号。
在此添加您的文本16字
虚拟现实（VR）和增强现实（AR）成像技 术是指通过计算机技术和传感器技术，创造 出虚拟或增强的三维场景和对象，并呈现给 用户。
数码相机
数码相机种类 家用数码相机 单反数码相机
微单数码相机
数码相机工作原理：通过镜头采集光 线，将景物反射的光线转化为数字信 号，经过处理后形成图片。
数码相机性能参数：传感器类型、像 素、镜头规格、对焦方式等。
医用影像设备
医用影像设备种类 X光机
VS
详细描述
医学影像领域中，成像技术用于诊断和治 疗，如X光、超声和MRI等；安全监控领 域中，成像技术用于监控和侦查，如红外 和夜视等；科学研究领域中，成像技术用 于观察微观和宏观世界，如显微镜和望远 镜等；娱乐产业中，成像技术用于电影、 游戏和虚拟现实等。
CHAPTER
02
成像原理
光学成像原理
05
成像技术展望
高清成像技术
总结词
高清成像技术是指通过高分辨率的显示设备，呈现出更加清晰、逼真的图像效果。
详细描述
随着显示技术的不断发展，高清成像技术已经成为现代成像系统的重要发展方向。高清成像技术能够 提供更高的分辨率和更丰富的色彩表现，使图像更加细腻、逼真，为医疗、教育、娱乐等领域提供了 更加优质的视觉体验。
CHAPTER
03
成像设备
光学摄像机
在此添加您的文本17字
摄像机种类
在此添加您的文本16字
模拟摄像机
在此添加您的文本16字
数字摄像机
在此添加您的文本16字
高清摄像机
在此添加您的文本16字
摄像机工作原理：通过镜头采集光线，将景物反射的光线 转化为电信号，经过处理后形成视频信号。
在此添加您的文本16字
虚拟现实（VR）和增强现实（AR）成像技 术是指通过计算机技术和传感器技术，创造 出虚拟或增强的三维场景和对象，并呈现给 用户。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
High resolution optical images of a 5-day old rat at the chest (left) and abdomen (right), where dermis (D), hypodermis (H), muscle (M), bone (B), stomach, and other features are delineated.
Medical Imaging Technology
活体光学成像
Medical Imaging Technology
为什么是近红外
光照射生物体的组织，被其表面反射、内部吸收 和散射而衰减。近红外谱区的光对各种物质的吸收系 数一般非常小，因而对较厚的生物组织也具有较高的 透过性，利用这些透射光可以获得各种生理信息，其 中还可获得相关组织氧合状态的信息。
Prof RK Wang, Cranfield
Depth (mm) Depth (mm)
0
0.5
1
1.5
B
Saline
D H M
B
2
0
1
2
3
4
transverse direction (mm)
B
5
0
Saline
0.5
1
D H M
1.5
Stomach
2
0
1
2
3
4
5
transverse direction (mm)
Medical Imaging Technology
红外成像原理
斯蒂芬·玻耳兹曼定律
式中，W0(T)—绝对温度T 下的总能量，W·cm-2;； ε—物体发射率； σ—常数； T—绝对温度，K。
Medical Imaging Technology
红外成像原理
红外热像仪，将人体发出的不可见红外辐射能 量，通过光机扫描系统，光电转换探测器，信号处理 系统转变为可见的图像信号，显示在监视器上，称为 热图。
Medical Imaging Technology
闭塞性动脉硬化 贝切特氏症 坐骨神经痛 脊椎管狭窄症
慢性关节炎 颈椎疼痛
针灸效果
Medical Imaging Technology
光学成像
光和组织的相互作用：吸收、反射、散射、干涉等 • 生物组织分两类： 强散射介质（不透明的） 弱散射介质（透明的） • 光学检测及成像：根据光在组织中传播的特性以及光 与组织相互作用的性质，选择合适的物理方法，提取出 （用于诊断的）有用信息。 • 散射介质传播： 利用光的相干特性(相干门）来选择弹道光子或最小散 射光子，进行成像，OCT ； 利用偏振特性来对特定的光子进行选择测量或成像，比 如：PS-OCT
活体光学成像
生物发光成像（可见光，自发）
荧光成像（荧光、加标记物）
Medical Imaging Technology
活体光学成像
在体生物光学成像属于内源性的光学成像, 即它的 发光源是体内荧光光源。其成像过程如下: 首先, 在体 外将荧光物质标记在分子探针(一种生物大分子) 上; 然 后, 将标记有荧光物质的分子探针注射入生物体内, 参 与生物体正常的生理活动; 经过血液循环等, 最终到达 特定靶分子所在的区域;荧光物质发射出近红外光, 从而 示踪特定靶分子、基因、细胞等的生理活动。
Medical Imaging Technology
红外成像原理
凡是温度高于绝对零度的物体均发射出红外辐射。 人的体温37℃，人体皮肤的发射率0.98，可近似为一种 300K 的黑体。当室温低于体温时，人体即通过皮肤发射 出肉眼看不见的红外辐射能量，该能量的大小及分布与 温度成正比。当人体某些部位患病时，通常存在温度的 变化，有的温度升高(如炎症，肿瘤等)，有的温度降低 (如脉管炎，动脉硬化等)。借助于红外成像技术可以清晰 地、准确地、及时地发现人体由于不同原因而引起的微 小的温度变化。
Medical Imaging Technology
红外热像在医学上的应用
红外热像检查的特点 非接触，无损伤 测量时间短
体表温度的高精度测量 检查结果直观，易理解
适用范围 •血液循环障碍：动静脉瘤、血管畸形、淋巴浮肿等 •代谢异常：皮肤疾病、皮下组织疾病等 •慢性疾病：头痛、后头神经痛、三叉神经痛等 •自律神经障碍：自律性神经疾病、脊髓神经疾病等 •炎症：各种表在性急性炎症、风湿性关节炎等 •肿瘤：乳房肿瘤、甲状腺肿瘤、皮肤肿瘤等 •体温异常：温度中枢异常、神经性食欲不振等
图像的灰度表示温度的高低，用亮表示温度高， 暗表示温度低。或用暖色和冷色表示温度高低。所显 示的图像实质上反映了目标表面各个部分的温差。
人体脏腑器官，或体内组织发生病变时，如有 温度的变化，通过导热，在皮肤表面产生温度变化， 在其对应的体表或穴位出现热区或冷区。然后通过辐 射传热，被红外热像仪接收，以热图形式表现出来。
Medical Imaging Technology
其他成像技术
Medical Imaging Technology
其他成像技术
热成像 活体光学成像 其他波段成像（如太赫兹）
Medical Imaging Technology
热成像
红外热成像(表面成像)
微波成像（内部成像、浅）
Medical Imaging Technology
几个名词
热 ：Thermal 红外：Infrared 热像图：Thermal Image/ Infrared Image 红外热像仪：Thermography
2007－10－12
Medical Imaging Technology
红外在电磁波谱中的位置
近红外：0.76 m-2~3 m 中红外： 2~3 m-15 m 以上：远红外、极远红外 人体：3－20m，峰值9.35 m
Optics is good because …
• Portable, low cost instrumentation • Safe, non-invasive • Spectroscopic information, oxygenation
Medical Imaging Technology
Medical Imaging Technology
红外成像原理
温度、波长和能量之间的 关系（普朗Technology
红外成像原理
从上图 可以看出：曲线下的面积为该温度下的总能量，随温度的增加而迅速增加； 峰值波长随温度的增加向短波移动。人体的温度是恒定的，约为37℃，皮肤的温度 约为34℃，其红外峰值波长为9.4µm。