医学图像处理实验指导书(详解)全汇编.docx

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1、医学图像处理实验指导书实验一断层图像的输入及窗宽窗位调整一、实验目的1 熟悉Mimics软件界面2、掌握连续断层图像的输入方法3、掌握调整窗宽窗位的步骤二、实验原理1 .连续断层图像的输入Mimics软件支持DIC0M3. 0标准的图像,同时Mimics软件支持BMP和TIFF格式的灰度图像。Mimics软件不支持彩色图像和JPEG格式的图像。图像输入之前，必须准备或确认以下图像信息： 患者名称(patient name),可以是患者的名字，也可以是研究项目名称，要方便分类管理。 研究机构(institute),可以选择填或不填。 层距(slice distance)、像素尺寸(pixel s

2、ize)和扫描架倾斜度(gantry tilt)连续断层图像集合为一个体数据集，要求连续断层图像的大小一致，同时需要知道图像的像素与物体实际尺寸的比例(pixel size,如同地图的比例尺)，层距(slicedistance)以及扫描架倾斜度(gantry tilt) 3个必需的参数。2 .窗宽窗位及调整1) Hounsfield 值CT的灰度值反映了物质对X线衰减的绝对值。类似于温度的计量单位，GodfreyHounsfield为了使用的方便，将水的CT值定义为3按照这个标度换算的CT灰度值也就称为Hounsfield值(简称CT值)。按照这个标度，脂肪的CT值约为一 100,肌肉约为40

3、,骨松质为100300,骨皮质约为2 000,牙釉质则高于2 000 (图2 15)。2)窗宽(windows width)为了充分显示12或16位CT图像的细节，必须选择一个适当的CT值范围显示，称为窗宽。3)窗位(windows center)这个选定的CT值范围的中值，称为窗位(图216)。0 WATERTOO MUSCLE200 TRABECULAR BONE20003072 CORTICAL BONETTH ENAMEL图2 7 5显示CT灰度值与CT值的对应关系Lct” : D*fudt ndr1 1- N wdow wtC . W 800,，Wn9w Width图2 - 16窗宽

4、与窗位，Mimics默认窗宽(default window )为整个CT值范围，-1 024 3 000 ,新选定显示的CT值范围窗宽为800 ,窗位为-24(new window with C = - 24 r W = 8(X)三、实验内容与方法1. Mimics软件界面(1 )标题栏(titl bar)标题栏显示项目的一些信息，包括项目名称一一Mimi (默认为患者的姓名，为保护患者隐私可以选择隐藏)，断层图像的来源一一CT Compressed,图像压缩方式LossyJPEG (有损JPEG压缩格式)，以及软件版本一一Mimics 10. 1。(2)菜单栏(menu bar)Mimics

5、菜单为标准的Windows菜单栏，带有典型的“文件(File) ” “编辑(Edit)” “视图(View)”和“帮助(Help),菜单。特殊菜单包括：“工具(Tools) ”包含二维图像和三维图形测量工具。(3)主工具栏主工具栏中的按钮包含了 “文件(File) ”“编辑(Edit)”“视图(View) ”菜单中最常用的命令，以及显示项目信息按钮、帮助按钮和显示/隐藏项目管理器按钮。(4)分组工具栏分组工具栏包括“分割(Segmentation), “工具(Tools) “导航(navigation) “医学计算机辅助设计(MedCA机”和“仿真(CMF / Simulation)” 5个子

6、工具栏(图1 13)。(5)项目管理器(project management)Mimics软件为图像处理软件，其处理过程类似任何工业产品的加工过程，经过一系列前后连续的流程或工序，其中原材料逐步变为半成品、成品。所有的这些原材料、不同阶段的半成品、成品以及在加工过程中的辅助测量工具等，如果在软件中则称为“对象(Object) ”，这样一个完整的加工过程称为“项目(Project) ”。图1一13分组工具栏项目管理器是所有Mimics对象的数据库,每个标签都对应着Mimics的一个对象类型。通过项目管理器可以很方便地管理和访问我们所建的各种对象。同时，最常用的工具在项目管理器的每个标签下方列出，

7、点击下拉按钮时会看到相关工具的列表。(6)不同的视口 (the different views)在缺省配置时，Mimics软件在操作区显示4个视口(图1 18)。包括体数据3个正交平面断层图像的浏览视口一一右上视口显示原始横断面(XY平面)，左上视口为重组冠状面(XZ平面)，左下为重组矢状面(YZ平面)。左下为3D视口。图1-17项目管理器图I - 18 3个正交平面的断层图像浏览和3D才甦操作视口(7)信息栏(information bar)显示鼠标所点位置断层图像的灰度值以及鼠标位置的三维坐标值（x, y, z）o2.连续断层图像的输入（-）自动导入DICOM格式图像如果DICOM数据集中

8、已经包含了重建的所有参数，可以自动导入。自动导人DICOM格式图像，可以执行以下操作： 选择 Menu bar File Import Image命令，或者单击 Main toolbars “ ImportImage”按钮，弹出图像选择对话框，按住Ctrl键，左键单击可以单个选择要添加或移除的图像，按住Shit键，左键单击第一幅和最后一幅可以多个选择要添加或移除的图像。 打开图像文件夹，选中所有图像文件，点击匡Next按钮，弹出图像序列检查窗口 设置转换参数：Skip Images软件按照输入值等问隔取部分断层图像输入；Compression下拉选择框,选择图像压缩方式,有3种压缩方式“CTM

9、R和“Lossless” CT”为有损压缩.因为CT图像知阵中元素值低于200（像素的灰度值）的值小于空气扫描的灰度值，无临床意义，所以“CT”压缩将200的元素值都压缩为0。同样，MR压缩将按钮，会出现手动转换选项窗口。通过手动导入可以输入更多的图像参数：文件结构(file structure),包括图像文件头大小(file header size)等，像素属性(pixel properties),包括数值类型(type)等，也可将导入的图像反相(invert gray values)o(三)自动导入BMP或TIFF格式图像自动导入BMP或TIFF格式图像与自动导入DICOM格式图像步骤基本

10、相同，唯一的区别就是需要输入所有的重建参数。逐项填入相关参数，患者名称(patient name),研究机构(institute),层距(slicedistance),像素尺寸(pixel size)、扫描架倾斜度(gantry tilt)和第一张图像的位置(first table position)o选择图像排序(sort),序数词(num.)或字母顺序(alpha.),或者手工调整图像顺序(move)。需要时输入编制的图像名称与序数词对应表(import table positions from)。点击 Previewi按钮可以预览输入图像。(四)项目管理(保存、另存、打开及关闭)完成图像

11、输入后，可以将结果保存为一个项目(project),项目管理可执行以下操作。 保存项目,选择 Menu barFileSave project 命令。 另存项目，选择 Menu barFileSave project as 命令。 关闭项目，选择 Menu barFileClose project 命令。 打开项目，选择 Menu barFile0pen project 命令。Mimics软件CT断层图像的像素单位(pixel unit)可以用两种单位显示，一种是灰度值(greyvalue), 一种是CT值(Hounsfield),更改单位可进行以下操作。 选择 Menu barOptions

12、preferences 命令，打开一般选项 uGeneral单击主工具栏显示/隐藏项目管理器uToggle Project management,按钮，显示项目管理器，选择“Contrast”标签，显示调整窗宽窗位面板（图217）。Contrast Volume Rendering Clipping .1024010203071Custom sc Mn: 160 Max: 1106图2-17项目管理器调整窗宽与窗位面板，两点横坐标之间横轴为选定的窗宽和窗位，纵坐标之间纵轴为显示器显示灰度范困 鼠标移到两点或两点之间斜线上，光标变为千，按下鼠标左键拖曳可以改变窗宽与窗位。 鼠标移到两点之外水平线

13、，光标变为十.，按下鼠标左键拖曳可以改变显示器显示的灰度范围（默认为256个灰度值）。四、思考题1 . Mimics软件支持哪些图像格式？2 .什么是 Hounsfield 值？3 .窗位及窗宽的概念？4 ,调整窗宽及窗位的意义是什么？5 总结自动导入图像的步骤6 ,调整窗宽窗位的方法？五、实验要求7 、以上实验按顺序进行；8 、在进行每一实验内容时，除了熟悉操作之外，还应注意思考题，操作应围绕着思考题进行；3、实验内容2和3实验过程与结果撰写在报告中;4、实验报告独立完成。实验二断层图像的浏览一、实验目的9 、掌握重组正交断层浏览的方法；10 重组任意断层浏览的方法；11 熟悉用MIMICS

14、R软件对医学图像体渲染的方法；二、实验原理1 .重组正交断层浏览导入Mimics软件的体数据，除了原始横断面外，软件自动重组矢状面和冠状面连续断层图像，用户可以如同浏览一般图像一样，在3个正交断面视口中浏览断层图像。在缺省配置时，Mimics软件在操作区显示4个视口（图2 24）,右上视口显示原始横断面（XY平面），红色边框；左上视口为重组冠状面（XZ平面），橙色边框；左下为重组矢状面（YZ平面），绿色边框。左下为3D视口，淡绿色边框。可以通过拖曳视口间边界来调整视口的大小。图224三个正交平面的断层图像浏览和3D模型操作视口2 .重组任意断层浏览薄层连续断层图像输入Mimics软件以后，组织成体数据集，将三维体数据与任意平面相交的切面称为断面，从体数据集抽取过任意断面的体素值，可