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基于CCD医用X射线数字成像系统研究

作　者: 胡海燕
导　师: 王义副
学　校: 清华大学
专　业: 核科学与技术
关键词: X射线数字成像 CCD 系统组成及工作原理 图像质量 图像处理
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 93次
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内容摘要


医学图像对发现早期病情、确诊病情、了解治疗效果、确定后续治疗计划都有着至关重要的作用。X射线成像是获取医学图像的重要方式,它经历了胶片成像、CR成像和DR成像的发展历程。DR系统由于图像质量高、成像速度快、直接生成数字化图像、图像处理功能强大、辐照剂量小等优点,成为当前X射线成像领域的热门研究方向。在我国,对DR的研究还不深入,DR成像系统的应用也较少,因此DR系统在研究领域和应用领域都具有广阔的前景。本文研究了基于CCD医用X射线数字成像系统,系统硬件部分由闪烁屏、反射镜、镜头组、CCD相机、计算机组成,实现图像的拍摄和数字化,软件部分即图像采集和处理软件,用于采集、处理、管理拍摄的图像。本文的主要研究内容包括:系统的结构设计、工作原理、各器件的工作原理及性能;图像拍摄过程中引起图像质量下降的原因分析及校正方法的研究;图像采集与处理软件的设计,软件在参考PACS和遵循DICOM标准的基础上实现用户需求;图像处理方法的研究,包括图像的空间变换和图像增强方法等。基于CCD医用X射线数字成像系统具有好的空间分辨率、动态范围和可靠性,并且系统的价格合理,操作简单,便于推广使用,有助于推动我国DR系统的发展和应用。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章 绪论  9-14
  1.1 X 射线成像技术在医学成像领域发展概述  9-12
    1.1.1 胶片成像技术  9-10
    1.1.2 计算机X 射线成像（CR）技术  10-11
    1.1.3 直接数字化X 射线成像（DR）技术  11-12
  1.2 课题研究背景及意义  12-13
  1.3 本文主要研究内容及结构  13-14
第2章 X 射线性质及成像原理  14-18
  2.1 X 射线简介  14
  2.2 X 射线与物质的相互作用  14-16
    2.2.1 光电效应  14-15
    2.2.2 康普顿效应  15
    2.2.3 电子对效应  15-16
  2.3 X 射线成像原理  16-17
  2.4 X 射线衰减规律  17-18
第3章 系统组成及工作原理  18-24
  3.1 系统结构及工作原理  18-19
  3.2 X 射线源  19
  3.3 X 射线滤线栅  19-20
  3.4 X 射线转换屏  20-21
  3.5 反射镜及镜头组  21-22
  3.6 科学级CCD 相机  22-23
  3.7 图像采集与处理系统  23-24
第4章 图像采集与处理系统设计  24-30
  4.1 医学图像存档和传输系统及DICOM 标准  24-27
    4.1.1 PACS 简介  24-25
    4.1.2 DICOM 标准简介  25-27
  4.2 系统模块及功能  27-29
    4.2.1 系统管理  27
    4.2.2 病人管理和病历管理  27-28
    4.2.3 图像处理  28
    4.2.4 数据处理  28
    4.2.5 网络通信  28-29
    4.2.6 帮助系统  29
  4.3 系统架构  29-30
第5章 影响图像质量的因素及处理方法研究  30-41
  5.1 影响X 射线图像质量的因素  30-32
    5.1.1 射线能量分布不均匀和光学系统渐晕效应形成的图像渐晕性  30
    5.1.2 射线转换屏和反射镜对X 射线响应的不一致性  30-31
    5.1.3 CCD 响应不一致性  31-32
    5.1.4 其它因素  32
  5.2 衡量图像质量的参数  32-37
    5.2.1 对比度  32-34
    5.2.2 清晰度  34-35
    5.2.3 图像载体的均匀性  35-36
    5.2.4 信噪比(SNR)  36-37
  5.3 图像校正方法  37-41
    5.3.1 渐晕效应校正  37-38
    5.3.2 转换屏响应不一致校正  38-39
    5.3.3 CCD 响应不一致校正  39-41
第6章 医学图像处理方法研究  41-52
  6.1 图像的空间变换  41-45
    6.1.1 图像旋转  42-43
    6.1.2 图像的缩放与镜像  43-45
  6.2 图像增强  45-52
    6.2.1 开窗、调窗  46-47
    6.2.2 图像灰度调整  47-49
    6.2.3 直方图均衡  49-50
    6.2.4 边缘提取  50-52
第7章 总结  52-55
参考文献  55-58
致谢  58-59
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  59

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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