3、医学成像技术：原理、应用与比较

医学成像技术：原理、应用与比较

1. 视觉成像的基本特性

视觉成像系统有诸多重要特性，下面为你详细介绍：
- 可分辨最小物体 ：可见光范围为 700 - 400 nm，以人类头发直径约 75 μm 为例，最差情况下的 a/λ 比值为 75 / 0.7 = 107。当比值大于等于 10 时，散射属于镜面反射范围或遵循几何光学定律；比值小于 10 时，适用波动理论。物体大小在视觉中会因距离而变化。
- 对比度决定因素 ：视觉主要通过颜色区分物体，如光谱色条所示。同时，也会对不同强度水平做出反应，例如黑白图像的对比度范围可达 1000:1（约 210 或 30 dB）。
- 发射器能量 ：光既可以看作波，也可以看作量子，能量可表示为 E = hf（h 为普朗克常数，6.63×10⁻³⁴ 焦耳·秒）。更常用的是以电子伏特为单位，E = hf / e = 4.133×10⁻¹⁵f（电子伏特 [eV]），可见光范围能量约为 2.5 eV，属安全辐射水平。
- 成像系统分辨率 ：分辨率定义为可分辨的两个最小物体间的最小距离。对于几何光学系统，分辨率由传感器大小决定，人眼视网膜锥体直径约 5 μm，20/20 视力的测量分辨率为 1/60 度。
- 成像范围 ：视觉成像范围由空气质量或散射决定，空气清晰时能看到星星，地面上可分辨 3 km 外的物体。
- 成本 ：视觉系统成本为零。
- 便携性 ：视觉系统