实验十一医学超声图像降噪方法实验.docVIP

实验列表 实验一 Matlab重建实验-FBP算法 1 实验二 GATE实验-探测器几何构建 3 实验三 GATE实验-射源仿真 4 实验四 GATE实验-假体仿真 5 实验五 ROOT实验-数据处理 6 实验六 PET系统设计实验-空间分辨率测试 7 实验七 PET系统设计实验-灵敏度测试 9 实验八 SPECT系统设计实验-准直器设计 10 实验九 SPECT系统设计实验-重建空间分辨率测试 11 实验十 医学图像配准方法实验 12 实验十一 医学超声图像降噪方法实验 13 实验十二、心电图测量原理与仪器使用 13 实验十三、B超使用与操作实验 16 实验十四 MCS-51单片机中断实验 19 实验十五 陷波器设计 22 实验一 Matlab重建实验-FBP算法 实验目的： 了解FBP重建算法原理以及掌握使用matlab进行二维图像重建。 实验原理： 中心切片定理： 二维函数 f(x, y) 的投影 p(s) 之傅里叶变换 P(ω) 等于函数 f(x, y) 的傅里叶变换 F(ωx,ωy) 沿与探测器平行的方向过原点的片段。 Radon变换： 一个平面内沿不同的直线（直线与原点的距离为d，方向角为α）对f（x，y）做线积分，得到的像F(d,α)就是函数f的Radon变换。 实验内容与要求： 步骤1：使用MATLAB内建radon函数计算点源图像的投影，得到图像P，观察得到的图像。 步骤2：使用iradon函数对图像P进行直接反投影，滤波反投影，分别得到图像，，观察、、图像之间的区别。 步骤3：使用Shepp-Logan模型，分别对该模型进行正投影，直接反投影，滤波反投影，观察得到得到图像之间的区别。 步骤4：修改radon函数中投影角度，观察投影调度的取值对结果的影响，并解释其原因。 实验二 GATE实验-探测器几何构建 实验目的： 了解伽马光子探测器的结构与工作原理，并掌握使用GATE软件代码仿真伽马光子探测器的方法。 实验原理： 伽马光子探测器模组一般由闪烁晶体与光电探测器耦合而成，结构如下图如所示。其中闪烁晶体为一种可以有效吸收高能射线（X-射线，γ-射线）并发出紫外或可见光的功能材料。该模组所用光电探测器是一类具有极高增益，低噪声的光电转换器件，目前常用的有PMT(photomultiplier tube , 光电倍增管)，SiPMT(Silicon photomultiplier , 硅光电倍增管)等。 探测器模组结构 实验内容与要求： 步骤1：编写宏文件，使用GATA仿真一个伽马光子探测器模组 步骤2：将步骤一中新建的探测器模组，排列成一个六边形环状结构和一个平板形结构，具体排列如下图所示。 实验三 GATE实验-射源仿真 实验目的： 了解PET，SPECT成像常用药物FDG与Tc-99m的衰变模型，并掌握使用GATE软件模拟相应粒子衰变模型的方法。 实验原理： PET成像中最常见的的药物为FDG（2-氟-2-脱氧-D-葡萄糖），该药物的放射性核素为F-18，F-18衰变会释放出一个正电子，正电子遇到体内的负电子产生湮灭反应，放出一对能量为511KeV，方向相反的伽马光子。 SPECT成像中最常见的放射性核素为Tc-99m，该核素衰变会放出一个144KeV的伽马光子。 实验内容： 步骤1：使用GATE模拟Tc-99m核素衰变过程 步骤2：使用GATE模拟F18衰变过程 步骤3：使用GATE模拟一个直径为5cm，高为3cm的圆柱形射源，射源核素为F18，活度为1MBq。 实验四 GATE实验-假体仿真 实验目的： 了解伽马光子在人体传输过程中发生的主要物理过程，并掌握使用GATE软件仿真该过程的方法。 实验原理： PET、SPECT使用射源为伽马源，根据药物的不同衰变放射的光子能量不同，PET常用的F-18衰变产生的光子能量为511KeV，SPECT使用的核素锝放射产生能量为144KeV的光子，这些高能光子在体内的传播过程中主要会发生康普顿散射与光电效应。 康普顿散射：X射线或伽马光子跟物质相互作用，因失去一部分能量而导致波长变长，方向改变的现象。 光电效应：是指光子照射在物质表面会使其发射出电子的物理效应。 实验内容与要求： 步骤1：使用GATE软件仿真一个圆柱形的水柱，并观察能量为511KeV的伽马光子在其中的传播过程。 步骤2：使用GATE软件仿真一个铅制容器，容器尺寸如下图，将一个活度为1KBq的伽马源放在容器中，观察光子的输运过程。 实验五 ROOT实验-数据处理 实验目的： 了解ROOT数据格式，并掌握使用Ｃ语言编写简单的ROOT数据处理程序。 实验原理： ROOT软件是基于C++的开源软件，主要用于粒子物理实验的数据处理、科学计算和作图，可用于W