虚拟内窥镜的发展和应用
CT图像后处理技术PPT
理，保护患者隐私。
高性能计算的需求
计算资源
为了实现高效、实时的 CT图像后处理，需要强 大的计算资源，包括高 性能计算机、大容量存 储和高速网络等。
并行处理
采用并行处理技术，将 CT图像分割成多个子任 务，同时进行多个处理 操作，提高处理效率。
云计算
利用云计算平台，实现 计算资源的弹性扩展， 满足不同规模和复杂度 的CT图像后处理需求。
人体解剖学研究
通过后处理技术，研究人员可以更清晰地看到人体内部结构，有助于深入了解 人体生理机制。
远程医疗服务
远程诊断
医生可以通过网络接收并处理患者的CT图像，即使患者不在 现场，也能进行准确的诊断。
教育资源
医院可以将处理过的CT图像作为教学资料，为医学生和医生 提供学习资源。
CHAPTER
04
滤波处理
通过平滑图像或锐化图像 ，改善图像的视觉效果。
图像分割
基于阈值的分割
根据像素值的不同将图像 分割成不同的区域。
基于区域的分割
根据像素之间的相似性将 图像分割成不同的区域。
边缘检测
通过检测图像中的边缘信 息，将目标物体从背景中 分离出来。
三维重建
多平面重建
体积重建
将二维图像重组为多个平面，以便于 观察和分析。
人工智能与机器学习在CT图像后处理中的应用
自动诊断
利用深度学习技术，训练自动诊断模型，对CT图像进行智能分 析，辅助医生进行疾病诊断。
图像分割
利用机器学习算法，对CT图像进行自动分割，提取感兴趣区域 ，为进一步的分析和诊断提供支持。
定量分析
通过机器学习算法对CT图像进行定量分析，提取相关指标，为 医生提供更为精准的诊断依据。
医学信息学论文--远程影像诊断发展和应用
• 功能
–更智能化的PACS应用软件。多种影像融合的三维高级影像后处理与临床应用结合， 实现多学科协作诊疗模式
• 流程
–PACS/RIS系统将扩展和整合所有影像检查和应用科室， 实现与电子病历系统的集成 –跨区域和医疗机构的远程医学影像诊断服务和信息共享 逐步成熟和开展实际临床应用
影像中心和远程诊断医疗模式探讨
1800
软件设计 中心
图像处理 中心
1200
美国
100
中国
日本
本地技术 中心
巴西
南非
超过4000家医院
2013年
其他
100
4
回顾PACS应用需求推动技术发展
2000年之前中国医院单机工作站应用为主
2000年–2005年PACS应用发展的第一阶段 • 主要是科室级PACS应用，解决数字医学影像存储和影像诊断。与 RIS系统集成实现中文电子化报告。 2005年–2010年PACS应用发展的第二阶段 • 放射科核心的全院级PACS应用，完成HIS/RIS/PACS系统集成应用， 实现临床医生影像报告浏览。病人身份条码识别，多级分诊叫号系 统应用，按需胶片打印管理。实现贯穿全院的数字化影像服务流程 管理
富士虚拟化应用
Synapse-API
Heartbeat
应用层
操作系统层
HA & vMotion
服务器层
FC交换机
IP网络
Storage HA
FC存储阵列 SAS存储阵列 SATA存储阵列
存储层
富士胶片影像信息系统PACS服务集群虚拟化应用平 台带来医院信息化业务连续性
• • •
硬件部件故障安全防护 零宕机时间的可计划性维护 意外宕机防护及系统灾备
1第一章医学图像处理概述1
模拟图像和模拟图像处理
• 模拟图像:指用连续变化的电信号来表征且能直接用模拟 监视器显示的图像。在数学模型上可归于空间位置连续系 统。 • 若系统的输入图像和输出图像都是空间位置的连续信号， 则称此系统为空间位置连续系统。其相应的数学模型为连 续函数。可用数学解析方法进行分析。 • 人类最早的图像处理是光学的处理，如放大、缩小、显 微等，这些都属于模拟图像的处理。这种处理从本质看是 属于连续信号的并行处理的范畴，其最明显的特点是处理 速度快。
医学影像系
螺旋CT的结肠镜扫描
天津医科大学
螺旋扫描
1.1医学图像的研究意义
医学影像系
乳腺造影术
天津医科大学
1.1医学图像的研究意义-其他应用
医学影像系
• 航空航天
–登月、火星照片处理
天津医科大学
1.1医学图像的研究意义-其他应用
医学影像系
• 航空航天
–飞机遥感、卫星遥感
天津医科大学
1.1医学图像的研究意义-其他应用
天津医科大学
1.1医学图像的研究意义
医学影像系
应用范围
• 放射治疗
在这个领域中计算机技术主要用来进行精确定位,根据 影像数据得到的图像,确定进行放射性治疗的特定部位, 从而引导仪器进行精确定位,避免正常组织遭受不必要 的放射性照射。
• 手术教学训练
通过断层扫描技术可以获得一系列人体某个部分的二维 切片图像。对这些切片数据进行计算机三维重建,能够 获得人体部位的三维模型,医生可以对三维模型进行手 术仿真。在虚拟环境中进行手术,不会发生严重的意外, 能够提高医生的协作能力,尤其在修补术方面有着重要 的应用前景。
天津医科大学
1.1医学图像的研究意义
医学影像技术学CT的工作原理以及新应用
医学影像技术学 CT的工作原理以及新应用【摘要】CT检查是对x线造影技术的现代化运用，在计算机技术的支持下，实现了断层摄影。
CT检查作为临床医学诊疗技术中的重点项目在国内外广泛普及。
医学影像学技术促进了现代医疗体系的完善，有助于进一步明确疾病诊断。
本文从CT检查的基本原理出发，对相关临床研究文献进行综述，总结其工作原理和应用进展。
【关键词】医学影像技术;CT;工作原理;新应用探讨引言19世纪末，人类首次发现x线，并利用其较强的穿透性进行医学诊断。
x射线通过人体组织，不同组织密度对于射线的吸收效果不同，在胶片上呈现的感光效果也不同。
基于其良好的穿透性能、电离、荧光等特点，x线具备医学呈现的基本需求。
计算机技术的发展使得人类对x线的运用走向深水区。
CT平扫、增强扫描、造影技术成为了新一代影像学检查技术。
x线束穿过人体的某一断层，探测器在接受到光信号的同时，将光信号转化为电信号，在计算机处理器上形成数字矩阵。
数字矩阵经过数字转化器处理后转变为由黑到白的像素，CT重建图像则是由一个个矩阵排列的像素构成。
1 CT成像1.1 CT机结构CT机的基本结构主要包括扫描部分、计算机系统、图像显示与记录系统和中央控制台组成。
CT机扫描部分主要由X线管和不同数目的控制器组成，用来收集信息，x线束对其所选择的层面进行扫描，其强度因和不同密度的组织相互作用而产生相应的吸收和衰减。
探测器将收集到的x线信号转变为电信号，经模/数转换器转换成数字，从而得到该层面各单位容积的CT值。
CT成像离不开各部分的紧密配合，从信号采集到、信号处理到最终成像是一个相当复杂的过程。
1.2 CT图像CT图像是CT检查的结果，也是临床诊断的重要依据。
以水作为标准值，对机体的组织结构进行等级划分，确定CT值，单位为H。
规定一般骨组织的CT值高为+1000H，空气的CT值为-1000H，机体的CT值由此划分为2000个等级。
同一放射量的x射线穿过不同CT值的组织产生的光信号不同，由此确定组织类型。
肠息肉的早期检测方法如何及早发现问题
肠息肉的早期检测方法如何及早发现问题肠息肉的早期检测方法及早发现问题肠息肉是指肠壁粘膜上突起的肿物，通常呈葡萄状或息肉状，是一种常见的消化道疾病。
早期发现并及时治疗肠息肉，可以有效预防其发展为恶性肿瘤。
因此，了解肠息肉早期检测方法成为保护消化系统健康的重要知识。
本文将介绍肠息肉的早期检测方法，以期帮助人们及早发现问题。
一、光内窥镜检查光内窥镜检查是目前最常用的肠息肉早期检测方法之一。
通过将柔软的光纤内窥镜插入消化道，医生可以直接观察肠壁的情况。
这种方法具有直观、准确的特点，可以及时发现肠息肉的存在并进行进一步的处理。
光内窥镜检查通常需要在空腹状态下进行，并在特定的医疗机构进行。
二、结肠镜检查结肠镜检查是一种细长的内窥镜检查方法，用于检测结肠和直肠部分。
这种方法相较于光内窥镜检查有更高的分辨率，可以发现更小的息肉病变。
结肠镜检查需要在完全清肠清单条件下进行，通常需要特殊的准备和预约。
三、虚拟结肠镜检查虚拟结肠镜检查是一种无创的肠息肉早期检测技术，通过使用计算机和X射线技术来生成结肠的三维图像。
这种方法可以在不进行内窥镜检查的情况下，观察结肠的病变情况。
虚拟结肠镜检查虽然无创但需要较长的时间进行，且其结果可能需要进一步与其他检查方法进行验证。
四、粪便DNA检测粪便DNA检测是一种新型的肠息肉早期检测方法。
通过检测粪便中的DNA改变，可以间接判断结肠内是否存在息肉。
这种方法具有非侵入性、简便快速的优点，对于一些不适合传统检查方法的患者，具有很大的意义。
然而，粪便DNA检测的准确性和可靠性仍在不断完善中。
总之，肠息肉的早期检测方法多种多样，具体选择何种方法应根据个人情况和医生建议来确定。
对于一些高危人群，如具有家族史的人、年龄较大的人等，应定期进行肠息肉早期检测。
另外，饮食结构的合理与否也与肠息肉的发生发展密切相关，所以在日常生活中应注意饮食健康，增加膳食纤维摄入，减少高脂肪、高胆固醇食物的摄入等。
提醒：本文仅供参考，对于肠息肉的早期检测方法，请遵循医生的建议，及时进行专业的检查。
新型医学影像的发展与前景
新型医学影像的发展与前景随着科技的不断发展，医学影像技术也层出不穷，从最初的X光片到如今的磁共振、CT、PET-CT等各种高精度的影像技术已成为现代医学诊治不可或缺的重要手段之一。
而新型医学影像技术的不断发展，为医疗技术的进步和诊断精准度提高打下了坚实基础，这不仅改善了医疗服务质量，也推动了医学发展和人类健康事业的进步。
一、新型医学影像技术的定义和分类新型医学影像技术是指以数字数据为基础的医学影像技术，具有影像重建、处理、存储、传输和管理等一系列特点，在医学诊断、治疗和研究等方面有着广泛的应用。
根据其所依据的原理和使用设备的不同，新型医学影像技术可以分为：1.磁共振成像技术：利用强大的磁场和无线电波产生高质量的图像。
2.计算机断层扫描技术：将X射线层摆面成像技术进一步改进，能够提供精细、3D图像。
3.正电子发射断层扫描技术：利用放射性药剂探测病变部位并计算显像，有助于肿瘤的诊断和治疗。
4.光学成像技术：适用于人体表面和内窥镜分析，例如内窥镜成像、光学相干层析成像和光学微腔共振成像等。
5.超声成像技术：利用声波反射原理成像，对于某些病变（如肝脏病变和甲状腺病变）有良好应用效果。
二、新型医学影像技术的应用以计算机断层扫描技术（CT）为例，其被广泛应用于心血管疾病、肿瘤、骨科疾病、颅脑疾病和遗传性疾病的诊断和治疗上。
其中，CT融合技术用于手术操作的实时导航、肿瘤定位等，为手术治疗质量提高提供了有力支撑；CT虚拟内镜技术则实现了非创伤性内镜诊断，为肠镜、支气管镜等内镜操作提供了技术保障；CT微循环成像技术能够实时观察血管内血流，有助于及时发现和诊断心脏疾病等病理情况。
而正电子发射断层扫描技术（PET-CT）的应用效果更为显著。
其结合了正电子发射技术和断层扫描成像技术的优点，能够全方位分析患者的生物代谢功能，可以在早期发现肿瘤、心血管疾病等病变，及时制定治疗方案。
在临床上，PET-CT已被广泛应用于肿瘤（如肺癌、乳腺癌、淋巴瘤等）的诊断和治疗、心脏疾病（如冠状动脉疾病、心肌梗塞等）的诊断和评估、神经系统疾病（如癫痫、帕金森病等）的诊断等。
内窥诊疗机器人研究进展
内窥 镜是 用来 直接 观察 人 体 内 型化 。 （） ３ 采用先进 的成像 技术使 内 动 信号 对 电磁线 圈通 电，使线 圈与 腔 并能进 行手 术 的医疗器 械 ，在微 腔组织更为清 晰和 可视化 。 磁 棒之 间产 生相对 运动 ，从 而带 动
单元 节前 进 。
创外科手 术 中起着 极为重 要 的作 用 。 １ １主动引导式 内窥镜 ．
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洲： 受 一
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窥镜钳道 中内置传感 线 圈采集连 续
磁场 变 化 的数 据 ，经计 算 得到每 个
图２内窥镜形状感知和智能导航系统
传感 器 的空 间位 置 ，将 这些 离散 点 光 纤 光 栅 的 内窥 镜 形 状 感 知 系 统 ， 型 无线 内窥机 器人 。典型 的诊疗胶 （） 拟 合成 连续 曲线 在计算 机 上三维 显 见 图２ ｃ 所 示 。该 系统 利用 多根等 囊 系 统 包括 三 部 分 ：胶 囊 内窥 镜 、
息，且无法进行活检 。 内窥 诊疗机 器人 利用 机器 人技
（） １蠕动机构 图 １（ ） 上 海 大 学 研 制 的 ａ 是
支撑体 ｆ）
Ｗ ｒ ｂ ｔ ”的移 动机 构 …，两端 术 、Ｍ Ｍ 技 术和先 进成 像技 术等对 “ ｏ ｍ ｏ Ｉ ＥＳ 内窥镜 进行 智能 化改造 ， 旨在 克服 的乳胶 气囊 为 两个把 持模 块 ，充 气 传 统 内窥镜 的缺 点 ，从 而达 到微创 时撑 住肠壁 ，放气 时保持 自然状 态 ，
或 无 创 治 疗 的 目的 ，具 有 广 泛 的 应 波纹 软管为伸缩模块 ，３ 个模块交替 用前景 。
浅谈医学教育中虚拟现实技术的应用发展
过程的训练 ， 同时可 以随 时控制 过程 进度 和速度 ， 可 以反 并
复训练 。 ９ ｏ年代 末 期 ， 拟 人 体 可 开展 虚 拟解 剖 学 、 拟 放 射 学 、 虚 虚
虚拟内窥镜学等 学科 的计算 机辅 助教 学。在对 病人实 施复
杂 手 术 之 前 ， 科 医 生 可 以先 在 由虚 拟 现 实 系 统 产 生 的 一 具 外
１探 索 阶段 。 ．
虚拟人体上进行练 习 ， 制定手术方案 。美 国克莱姆 森大学 的 “ 手术前规划 系统” 既采用 了虚拟现 实技术 ， 不仅能地 展示病
随 着计算机 的快 速发展 ， 在医学 教学领域里 ， 基于 Ｖｉ ｉ的
计算机交互式训 练模 型应 运而生 。这种模 型通 过计算 机软 件将具有各 种医学操 作和人体体征 的模 型有机地 结合起来 ， 从而实现 了对某 一操 作过 程 的模 拟。它 在一定 程度上 综合 了一部分单独功 能训 练 ， 过调 整 系统 的计 算机 程序 ， 通 进行
、
引 言
虚 拟 现 实 ， 文 名 为 Ｖｒ ａＲａ ｔ， 称 Ｖ 英 ｉｕｌｅｌｙ 简 ｔ ｉ Ｒ技 术 。 这 种
技术 的特点 在于计算机产生一种人 为虚拟 的环 境 ， 这种环境 是通过计算机 图形 构成的三维数字模 型 ， 编制到计算 机 中 并 去生成一个 以视 觉感 受为 主 ， 包括 听觉 、 觉 的综合 可感 也 触
人的三维图象 ， 且还 须能 让 医生事 先进行 虚拟 模拟 手术 ， 而
早 在 １８ ， 国国立 医学 图书馆（ Ｌ 就开 始人体解 ９５年 美 Ｎ Ｍ） 剖图像 数字化的研究 ， 由美国科罗拉多 州立大学 医学 院将 并
数字图像处理技术在医学领域的应用
科技与创新┃Science and Technology & Innovation ·106·文章编号：2095－6835（2016）13－0106－01数字图像处理技术在医学领域的应用郭 宽（中南大学地球科学与信息物理学院，湖南长沙 410012）摘 要：医学影像技术涉及到了诸多领域的新兴技术，是多种前沿科技融合而成的产物，也是进行医学研究以及临床阶段的医学实验所必需的一种手段。
主要对计算机图像处理技术在实际医疗中的使用情况，以及使用计算机技术来帮助医生对患者进行治疗的实际状况进行了阐述。
关键词：图像处理技术；计算机技术；医学图像；计算机辅助诊断中图分类号：R319 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2016.13.106随着科学技术的进步，多学科交叉和融合成为现代科学发展和进步的突出特色和重要途径。
医学影像技术作为医学研究和临床医学的重要技术，综合了计算机科学、生物医学、物理学等方面许多新技术，成为近20年医学技术中发展最快的技术之一。
通过应用计算机图像处理技术辅助医学诊断与治疗，在很大程度上提高了诊疗质量，其已成为当今的热点研究之一。
1 计算机技术在临床医学中的应用1.1 计算机辅助诊断Ledley在1966年首次提出“计算机辅助诊断”的概念，经过多年的发展之后形成了现在的计量医学。
而将CAD技术应用于医疗诊断之中需遵循以下流程：临床取得计算机影像资料—在电脑上进行数据库比对和数据分析—就此情况给出相应反馈。
之前的专家系统绝大多数情况下都会使用概率统计的方法来得出结论，但随着计算机技术的不断发展，越来越多的前沿科技被引入专家系统中，使专家系统成为眼下最为常用的辅助诊断系统。
CAD技术的应用是目前医学影像诊断这门学科的主要研究方向之一，由于其计算计量的精确度相当高，可以多次重复使用，没有工作时间限制等特点，目前已经被应用于肺结节性病变、乳腺癌等疾病的早期诊断中。
虚拟大肠镜路径导航关键技术研究及辅助检查系统初步设计
虚拟大肠镜路径导航关键技术研究及辅助检查系统初步设计南方医科大学2009级硕士学位论文虚拟大肠镜路径导航关键技术研究及辅助检查系统初步设计researchofvirtualKeytechnology colonoscopynavigationpathdetectionand ofaideddesign systempreliminary01 0J―E47课题来源：广州市科技计划编号： 2 1业称生物医学工程专名，态；_r厶学位申请人指导教师张煜副教授答辩委员会主席答辩委员会成员论文评阅人年月日广州|IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIHillIIIIIIIIIY2256891硕士学位论文虚拟大肠镜路径导航关键技术研究及辅助检查系统初步设计硕士研究生：李云指导教师：张煜副教授摘要现代医学研究领域的快速发展，促进了各种人体图像信息采集设备不断出现，先后出现的计算机断层扫描 ComputedTomography，CT 、核磁共振成像Resonance SubtractionMagnetic Imaging，M刚、数字血管造影 DigitalAngiography，DSA 、超声波成像 UltraSound，us 、正电子发射计算机断层Emission造影 PositronEmissionfSingle-PhotonComputed断提供了大量图像数据。
与此同时，随着计算机图形学、虚拟现实技术等理论和技术的不断发展，医学虚拟内窥镜技术在数据上和技术上都有了充分的基础。
近年来，随着医学图像采集设备精度的不断提高，以及科学可视化技术的不断发展，虚拟内窥镜的发展也越来越快，成为虚拟现实技术发展最活跃的领域之一。
虚拟内窥镜与传统光学物理内窥镜相比具有无痛苦、无穿刺风险、且适用不同患病程度人群的优点，目前主要应用于辅助诊断、制定手术计划、实现手术的准确定位以及医务人员的培训等。
虚拟内窥镜的诊断范围主要是耳鼻喉、子宫、大肠等空腔器官，本文针对虚拟大肠镜辅助检查系统的开发，重点研究了虚拟大肠镜路径导航关键技术，并构建了初步的虚拟大肠镜辅助检查系统。