作为全国高等院校“十二五”规划教材，本书参照教育部高校计算机基础课程教学指导委员会颁布的《高等学校计算机基础教学发展战略研究报告暨计算机基础课程教学基本要求》和教育部高校计算机基础课程教学指导委员会医药类分指导委员会颁布的《高等医药院校计算机教学基本要求及实施方案》，由全国十多所高等医药院校从事“医学成像与处理技术”课程教学及研究的一线教师和专业技术人员参加编写。全书共10章，包括医学成像及处理技术的发展，医学图像及处理技术基础，医学X射线成像技术，医学超声成像技术，医学核素成像技术，医学磁共振成像技术，医学图像处理技术，医学图像重建与可视化，医学图像的压缩、存储与传输和医学图像处理软件与医学图像应用等内容。

21世纪，随着计算机技术在医药领域的应用与发展，用计算机来进行医学成像与处理的技术在医药领域也得到了广泛应用，医学成像与处理已成为医药人才必备的技能。近年来，全国医药院校按照教育部高校计算机基础课程教学指导委员会颁布的《高等学校计算机基础教学发展战略研究报告暨计算机基础课程教学基本要求》和教育部高校计算机基础课程教学指导委员会医药类分指导委员会颁布的《高等医药院校计算机教学基本要求及实施方案》等文件要求，不仅在本科生、研究生中开设了“医学成像与处理技术”课程，有的高校还开设了计算机科学与技术、医学影像学、生物医学工程等与计算机相关的专业。对于医药院校培养的专业人才，掌握医学成像与处理技术是十分必要的，也是今后从事医药工作的必备知识。本书作为全国高等院校“十二五”规划教材，是按照教育部高校计算机基础课程教学指导委员会和教育部高校计算机基础课程教学指导委员会医药类分指导委员会，对医药院校“医学成像与处理技术”课程的教学要求，由全国十多所高等医药院校从事“医学成像与处理技术”课程教学及研究的一线教师和专业技术人员参加编写。本书主要作为医学类、药学类等本科专业学生的“医学成像与处理技术”课程的教材，也可以作为计算机科学与技术、医学影像学、生物医学工程等相关本科专业学生的“医学成像与处理技术”及类似课程的教材使用，以及医药院校其他需掌握医学成像与处理技术的各类专业学生的教学用书，还可作为医药工作者的参考书。

本书在介绍医学成像及处理技术的发展、医学图像及处理技术基础和医学成像原理的基础上，力求与医学临床相结合，在保证教材科学性、系统性的前提下，重点介绍医学图像处理技术、医学图像重建与可视化、医学图像的压缩、存储与传输和医学图像处理软件与医学图像应用等内容。在医学图像处理软件与医学图像应用中介绍了数字化人脑图谱技术、数字化虚拟人体和舌象图像，以及图像指导治疗、手术计划和导航、远程医学诊断、医学虚拟现实等医学图像的最新应用成果。每章后面有本章小结，并配有丰富的习题，以便学生课后复习。

本书在编写过程中得到教育部高校计算机基础课程教学指导委员会、教育部高校计算机基础课程教学指导委员会医药类分指导委员会领导与同志的关心和支持，以及全国各兄弟院校领导和同行的支持与帮助，在此一并表示感谢。由于水平有限，经验不足，加上时间仓促，书中疏漏和错误在所难免，希望广大读者和教师批评指正。
编  者  

2011年1月

 

第1章  医学成像及处理技术的发展 1

1.1  医学成像及处理技术概述 1

1.2  医学成像常用技术的发展 2

1.2.1  第一张人体X射线照片 2

1.2.2  医学图像成像技术的发展 3

1.3  医学图像处理技术的发展 7

1.3.1  医学图像处理的提出 7

1.3.2  医学图像处理技术的发展 8

1.4  医学成像及处理技术展望 12

1.4.1  医学图像成像技术的展望 13

1.4.2  医学图像处理技术的展望 17

本章小结 19

思考与练习 19

第2章  医学成像及处理技术基础 20

2.1  医学成像及处理系统概述 20

2.1.1  医学图像的基本概念 20

2.1.2  数字图像的优点 21

2.1.3  医学成像系统分类 21

2.1.4  医学图像处理研究的内容 25

2.1.5  医学图像处理系统 27

2.1.6  医学成像及处理流程 32

2.2  医学图像的数字化 33

2.2.1   医学图像信号的采样 34

2.2.2   医学图像信号的量化 37

2.2.3   采样和量化与图像质量的关系 39

2.2.4   数字图像的矩阵与图像数据 43

本章小结 45

思考与练习 45

第3章  医学X射线成像技术 46

3.1  普通X射线成像技术 46

3.1.1  X射线的特性 47

3.1.2  X射线的衰减 48

3.1.3  X射线透视及X射线摄影 52

3.2  数字X射线成像技术 55

3.2.1  数字X射线成像基础知识 55

3.2.2  X射线数字透视与数字摄影 59

3.3  X射线计算机体层成像技术（X-CT） 64

3.3.1  X-CT的数学基础 65

3.3.2  X-CT的扫描方式 68

3.3.3  X-CT的后处理技术 75

本章小结 81

思考与练习 81

第4章  医学超声成像技术 82

4.1  医学超声成像技术概述 82

4.1.1  声波的特性 82

4.1.2  声波的衰减 87

4.1.3  超声场 88

4.2  医学超声成像技术 90

4.2.1  超声成像的物理基础 90

4.2.2  超声成像的信息处理 91

4.2.3  三维医学超声成像技术 92

4.2.4  四维医学超声成像技术 94

4.3  医学超声成像设备 96

4.3.1  超声波诊断仪的类型 96

4.3.2  A型与M型超声诊断仪 97

4.3.3  B型与D型超声诊断仪 99

本章小结 103

思考与练习 103

第5章  医学核素成像技术 104

5.1  医学核素成像概述 104

5.1.1  原子核基本性质 105

5.1.2  核素的衰变规律 107

5.2  核素发生器与准直器 112

5.2.1  核素发生器 112

5.2.2  准直器 114

5.3  照相机 115

5.3.1  γ照相机的成像原理 116

5.3.2  γ照相机的图像质量 117

5.4  发射型计算机断层 117

5.4.1  单光子发射型计算机断层原理 118

5.4.2  正电子发射型计算机断层原理 118

5.4.3  发射型计算机断层图像的质量 119

本章小结 120

思考与练习 120

第6章  医学磁共振成像技术 121

6.1  医学磁共振成像概述 121

6.1.1  核磁矩与磁共振现象 122

6.1.2  磁共振的宏观描述 125

6.1.3  驰豫与共振信号 126

6.2  医学磁共振成像原理 130

6.2.1  自旋回波序列 130

6.2.2  空间位置编码 134

6.2.3  MR图像重建 135

6.3  医学磁共振成像质量 137

6.3.1  影响磁共振成像质量的参数 137

6.3.2  流动现象 138

6.3.3  特殊显影技术 139

本章小结 139

思考与练习 140

第7章  医学图像处理技术 141

7.1  医学图像处理基础 141

7.1.1  医学图像的数据格式 141

7.1.2  医学图像灰度直方图 146

7.1.3  医学图像的插值技术 148

7.2  医学图像增强 151

7.2.1  医学图像增强概述 151

7.2.2  医学图像增强技术 151

7.3  医学图像分割 158

7.3.1  医学图像分割概述 159

7.3.2  医学图像分割技术 160

7.4  医学图像配准 170

7.4.1  医学图像配准概述 170

7.4.2  医学图像配准方法 173

7.4.3  医学图像配准的评估 176

本章小结 177

思考与练习 177

第8章  医学图像重建与可视化 178

8.1  医学图像重建与可视化概述 178

8.1.1  医学图像重建与可视化概念 178

8.1.2  医学图像可视化数据的表示 181

8.2  医学图像表面绘制技术 187

8.2.1  基于切片的表面重建 187

8.2.2  基于体素的表面重建 188

8.3  医学图像体绘制技术 197

8.3.1  按照图像顺序体绘制 197

8.3.2  按照对象顺序体绘制 202

本章小结 205

思考与练习 205

第9章  医学图像的压缩、存储与传输 206

9.1  医学图像的压缩 206

9.1.1  医学图像压缩概述 206

9.1.2  医学图像压缩方法 209

9.2  医学图像的存储与传输 213

9.2.1  医学图像的存储与传输概述 214

9.2.2  DICOM图像存档与传输标准 214

9.3  医学图像存档与通信系统（PACS） 219

9.3.1  医学图像存档与通信系统概述 219

9.3.2  PACS实施的相关技术 226

本章小结 228

思考与练习 229

第10章  医学图像处理软件与医学图像应用 230

10.1  医学图像处理与分析软件 230

10.1.1  医学图像处理与分析软件的分类 231

10.1.2  国外医学图像处理与分析算法平台 231

10.1.3  国外医学图像处理与分析应用平台 232

10.1.4  国内医学图像处理与分析软件 237

10.2  医学图像的医学临床应用 240

10.2.1  外科仿真与规划 241

10.2.2  手术计划与导航 243

10.3  医学图像的中医临床应用 246

10.3.1  中医舌诊图像分析 247

10.3.2  中医肤色图像分析 254

10.4  医学图像的临床应用展望 255

10.4.1  医学图像的医学临床应用展望 255

10.4.2  医学图像的中医临床应用展望 256

本章小结 256

思考与练习 257

参考文献 258

无

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