DICOM学习 - 医学图像的质量

Posted 2022-12-10 LiQiang33

文章目录

• 0 引言
• 1 Contrast - 对比度问题
• • 1.1 Subject Contrast
  • 1.2 Detector Contrast
  • 1.3 Display Contrast
• 2 Spatial Resolution
• 3 Noise
• 参考文献

0 引言

在医学图像中，图像往往是灰度图，拿CT图像来说，其采样的范围很大，通过设置不同的窗宽窗位，来展示图像的灰度。在对医学图像进行评估时，往往涉及医学图像质量的基本概念：

1. Contrast（对比度，图像的质量对比度越高越好，其采样的范围也就越大）；
2. Spatial Resolution（空间分辨率， 图像的分辨率越高越好，分辨率越高，图像越清晰）；
3. Nose （图像的噪声，自然噪声越低越好，图像中的干扰因素少）

本文将对这三个质量的标准进行介绍

1 Contrast - 对比度问题

定义：

• 对比度是用来描述临近的物体是否能够正确的进行区别
• 在医学的成像系统中有三种对比度：
  1. Subject Contrast：物体本身的对比度
  2. Detector Contrast：采集系统中的对比度
  3. Display Contrast：展示设备的对比度

1.1 Subject Contrast

来源：

当X光穿过被探测的物体时，不同的组织器官对X光不同的吸收率，就造成了物体本身具有对比度，这是图像对比度的来源。

• 一般来说： 密度大的物体吸收的X光多，显示就明亮；
• 反之，密度小的物体吸收的X光少，显示就越暗

增强对比度

• 有时为了增强不同生物组织之间的对比度，常常采用“对比剂 - 碘”，来增加组织对X光的吸收

1.2 Detector Contrast

产生的原因：

接收光源的设备对不同的光强度，产生的对比度不同。理想状况下是成正比的，但是现实中，是非线性的，在强光与弱光的时候，对比度变化均不明显。

• 物体曝光度越高，其有更多的灰度，偏向于白光

1.3 Display Contrast

来源：

现实设备的好坏，会影响图像的对比度，较好的现实器能更真实地反映采集到的对比度

• 采集的灰度范围往往是比0-255，这个区间更大，需要映射到0-255这个区间，并在计算机上显示
• 一般采用窗宽和窗位的方式，来实现不同灰度区间的映射

• 灰度的情况往往在一定的范围内变化，将窗口的宽度放置在渐变的范围内，可以更加清晰地显示医学图像

不同窗宽-窗位

在通常的情况下，显示器会随着使用的时间的累加，其对比度曲线发生变化，往往需要对显示器进行校准
称之为：DICOM GSDP for Monitor calibration

2 Spatial Resolution

空间分辨率： 辨别两个甚至多个物体之间不同的程度，越清晰，则说明分辨率越好，越模糊则说明分辨率越差

评价标准 PSF

• 一个无限小的点的发散程度
  
• 分辨率低所带来的影响：Image Blur 图像模糊
• 不同设备所能显示的分辨率也会造成一定的影响
• 在设备采集的时候，会造成一定分辨率的损失

3 Noise

噪声是客观存在的，我们只能在环境中减少噪声，而不能消除噪声，在一定噪声的影响下，在我们可以接收的范围内，可以允许一定的噪声

• 噪声主要影响的是信噪比，信噪比越高，噪声对图像的影响就越小；反之，信噪比越小，图像中充满了噪声，对图像的显示造成很大的影响。信噪比可以类别通信领域，信噪比越高，传输的速度与质量就越好

---

以上就是对医学图像质量的简单介绍，不足之处望指正

参考文献

b站：https://www.bilibili.com/video/BV1at4y1z7dU