醫學成像與醫學圖像處理教程

圖書信息

印次：1-1
裝幀：平裝
印刷日期：2013-1-18

圖書簡介

本書可以看做是教科書和工具書的結合。一方面，本書介紹了醫學影像領域的多種模態的醫療設備的成像原理，以及醫學圖像數據的處理和分析的算法原理，如重建、分割、配準、可視化等；另一方面，針對各方面的算法介紹了自主研發的醫學影像處理與分析領域常用算法的設計和集成化算法平台MITK（Medical Imaging ToolKit）的構建，在算法平台的構建方面主要包括兩方面的內容：一是設計和實現一個面向醫學影像領域的，風格統一、接口一致且高效易擴展的集成化算法平台，其中包括總體框架和各類算法框架的設計、底層數據結構的封裝以及各關鍵技術的實現；二是在此平台的基礎上，介紹醫學影像領域，包括分割、配準、可視化等在內的各類算法的設計方法及其具體實現。此外，該書還介紹了建立在此平台基礎上的面向套用的三維醫學影像處理與分析系統3DMed的設計和實現。

圖書前言

在信息技術和臨床需求的推動下產生的現代醫療影像技術的不斷發展徹底改變了傳統醫學的診斷和治療方式，具有劃時代的意義。各種不同的成像設備提供了多種模態的醫學圖像，如： CT、MRI、超聲、核醫學圖像（PET、SPECT）和分子影像等，這些信息為醫生提供了關於病變組織或器官的解剖、功能和在體分子細胞信息，充分利用這些信息，可以為臨床診斷、治療以及療效評估提供更加全面的參考。在數字醫學影像時代，無論哪種醫學影像模態，想要在臨床診斷和治療中發揮作用都離不開成像算法和處理軟體的支持。從前期成像過程中的圖像重建到後期圖像處理中的醫學影像分割、配準、可視化、三維互動，到基於這些技術開發相應的醫學影像軟體平台，都需要用到大量的計算技術和軟體技術。除了研究單獨的核心算法外，研究和開發集成化的算法平台和軟體平台更是推動醫學影像處理與分析前進的加速器。近年來，在這一領域，一方面核心算法研究繼續備受重視，新算法層出不窮；另一方面，算法平台的研究也越來越受到國際醫學影像界的重視，在近年來的國際主流學術會議上都設有專門的研討會，主流學術雜誌也推出專刊，來探討醫學影像算法平台的設計問題；同時，針對國內目前仍然依賴於國外進口的設備和軟體的問題，積累發展具有我國自主智慧財產權的高質量的醫學影像軟體平台，尤其是底層的算法研發平台，對促進我國醫療儀器設備的套用，尤其是醫學影像軟體業的持續發展，並直接造福於人民的醫療保健和健康事業是非常重要的。本書針對以上需求，根據編者所帶領的團隊在醫學影像領域十多年的研究積累所編寫，本書既可以看作是一本介紹醫學影像領域各類主流算法的教科書，也可以看作是一本提供了醫學影像領域通用的可實現的算法平台和軟體平台設計的工具書。書中所構建的算法平台（MITK）和軟體平台（3DMed）可以為醫學影像領域的科研工作者提供一個開放的算法設計和二次開發的工具，我們希望拋磚引玉，帶動更多的科研人員和有興趣的工作者加入到這一開放式平台的研究中來，提升國內醫學影像領域算法研究和軟體開發的水平。
感謝國家重點基礎研究發展計畫973（2011CB707700）、國家自然科學基金委國家重大科研儀器設備研製專項（81227901）、國家自然科學基金委重點項目（61231004）、NSFC?NIH生物醫學合作研究項目（81261120414）、中國科學院知識創新工程重要方向項目（KGCX2?YW?907）以及清華大學出版社的大力支持。本書是在中國科學院自動化研究所智慧型醫學研究中心、分子影像北京市重點實驗室自1996年以來積累的工作和多年來參與醫學影像工作的各位已畢業的以及在讀的博士生、碩士生、博生後的前期工作的基礎上完成的，感謝董迪、薛貞文、李勇保、吳萍、任努努、韓久琦、魏文娟參與編寫本書的第3章，張星、李秀麗參與編寫本書的第4章，鄧可欣、劉沐寒、朱明參與編寫本書的第5章，向德輝、宛曉南、李國棟參與編寫本書的第6章，張寧、牟瑋參與編寫本書的第8章；同時，還要感謝趙明昌、薛健、戴亞康、鄭健、陳健、徐敏、楊鑫、秦承虎、馬喜波、白麗君、劉建剛、李悟等在MITK和3DMed的研發和長期的研究積累中所做的工作。
本書是在5年前出版的《醫學影像算法設計與平台構建》、8年前出版的《集成化醫學影像算法平台理論與實踐》兩本書的基礎上改寫並增加大量新內容而完成的，是同步MITK/3DMed十多年的發展，多次修改、完善並擴充成書。本書將醫學成像和醫學圖像處理領域的主流算法的原理介紹和具體實現有機地進行結合，不僅給出了目前主流醫學成像和圖像處理算法原理的清晰介紹，而且給出了有針對性的套用實例，並配有詳盡注釋的實現代碼，同時本書又並非僅僅對一個個單一的算法做孤立的描述，而是希望站在軟體工程的角度，著眼於整個軟體框架的構造和實現。因此，本書不僅可以看成是一本詳盡介紹醫學成像和醫學圖像處理領域的經典算法的教科書，又可以看作一本實用的工具書。目前，MITK的穩定版本已經發布至2.3.3版，並提供了多作業系統下的適用版本，3DMed的穩定版本已經發布至4.2版，並已開放源碼。我們希望本書的出版，將有助於感興趣的讀者共同加入到開發MITK和3DMed的隊伍中來，逐步使其成為更加開放的醫學影像算法與套用的共享平台。

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