28、生物医学图像处理与医学成像技术全解析

生物医学图像处理与医学成像技术全解析

1. 生物医学图像处理概述

生物医学图像处理技术在医疗诊断领域发挥着至关重要的作用。它不仅能使血细胞、组织样本、宫颈涂片、染色体制备和分析等诊断测试实现自动化和标准化，还广泛应用于宏观图像分析，如对人体心脏、大脑、眼睛等器官图像的处理。

1.1 宏观图像分析

宏观图像分析主要涉及对人体器官图像的增强、分割和分析。在诊断放射学、心脏病学、牙科等众多领域，图像滤波、形状建模、分割、分类和解释等技术都得到了广泛应用。
- 预处理阶段 ：包括对X光片的增强、去模糊和滤波。增强技术可以是线性或非线性的，涉及局部或全局滤波器；去模糊技术则包括逆滤波器或维纳滤波器。
- 关键步骤 ：边缘检测和边界检测在许多生物医学图像分析应用中是重要步骤，分割（包括阈值技术）有助于分割感兴趣的对象。当有足够的先验信息时，可以使用匹配滤波器，形状建模（包括3D表示和图形操作）也被广泛应用。

1.2 医学图像工程

医学图像工程涵盖了多种图像形成方式，如计算机辅助传统放射学、时变图像、静态非侵入性图像、断层重建、X射线计算机断层扫描、正电子发射断层扫描、磁共振成像（MRI）、体积图像重建、核成像、超声成像、透声造影、脑电图、眼科造影等。

2. 重要的生物医学成像技术

2.1 磁共振成像（MRI）

• 原理 ：人体组织中含有大量水分子和脂肪，因此富含氢。当氢原子核受到磁刺激时会发出MRI信号，利用这些信号进行成像。MRI利用