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医学影像技术与诊断精品(七篇)

时间:2023-09-19 18:54:48

医学影像技术与诊断

医学影像技术与诊断篇(1)

【关键词】医学影像技术;医学影像诊断;关系   abstract: for the sake of the development of medical or medical research, medical image use non-intrusive manner to acquire the image of part of a person's body. The technique and processing procedure provide reference frame for clinical disease diagnosis. This article deeply analyze the relationship between medical imaging technology and medical image diagnosis, which point out the importance of medical imaging technology in clinic applications from the point of independence and complementarity. Moreover, I look far ahead into the future of medical imaging technology.

Key word: medical imaging technology; medical diagnostic image;relationship

引言

医学影像是涵盖X 线片、超声、CT、核磁共振、介入等多个不同门类的一门新兴医学技术,自1895年伦琴发现X 线片以来,医学影像技术得到迅速发展,在此之前,医生除解剖外,只能依靠触诊了解患者体内情况,但解剖与触诊均具有一定风险。毕业生论文网因影像成像原理及采用的检查方法存在明显区别,检查范围也各不相同,且还突出了检查技术。因此,影像技术对于影像诊断具有较强的依赖性,逐渐从根据某一形态变化而诊断向功能、形态、代谢等改变的综合诊断体系方向演变。

一、医学影像技术与医学影像诊断的专业互补性

医学影像诊断离不开医学影像技术的支持,二者之间存在十分紧密的关心。医学影像技术水平的提升及工作层面的拓展需要影像诊断的科学指导,而医学影像诊断水平的提升同样需要高水平的医学影像技术作为保障。只有通过医学影像诊断及时将结果反馈出来,才能逐步提升医学影像技术水平。由于不同的医学影像技术的成像原理是存在差别的,并且不同的影像学技术的专业性较高,例如超声检查、CT、MRI 等方法各有特点,在临床应用过程中,对检查的结果进行分析与研究,能够发现不同的技术各有优势,但也存在一定的不足和缺陷。对于疾病的诊断,并非通过医学影像技术就能够得出最准确的结论,有时仅通过一种影像学技术就能进行诊断,而采用其他的检查方式则难以检出异常。即使不同的影像学技术都能对一些疾病进行检查,但应当出于对患者经济角度的考虑,选择最为经济且适合的检查方法。

医学影像技术和医学影像诊断在本质上是紧密联系的,并且二者之间相互依赖、相互渗透、相互制约,在相互促进的过程中促进各自的发展。随着当前医学影像技术的不断成熟与发展,医学影像诊断和医学影像及时之间的界限逐渐变得模糊。在整个医疗环境中,随着新业务、新技术、新材料以及性科学的出现及快速发展,使得医学影像诊断与医学影像技术之间实现了有效的融合,这在一定程度上缩短了患者的治疗周期,大大提升了医疗水平。

二、医学影像技术与医学影像诊断的专业独立性

在当前医学影像技术临床应用中,对于专业医师的要求较高,主要包括:第一,要求了解与掌握CT、核磁共振、超声医学及常规放射学等方面的专业操作技能与相关理论知识;第二,了解并掌握有关电子学、基础医学及临床医学等方面的理论知识;第三,在疾病诊断过程中,对各类影像学诊断技术的应用情况及主要作用有一定的了解;第四,了解医学影像等不同专业分支的发展趋势及主要的技术。

在当前医学影像诊断应用方面,对于专业医师的要求主要有以下几个方面:第一,熟练掌握现代医学影像学、基础医学及临床医学等方面的专业性知识;第二,在对临床疾病患者的诊断过程中,对多种影像诊断技术熟练应用;第三,能够深入了解并熟悉与医学影像方面相关的临床技术及知识;第四,了解医学影像等不同专业分支的发展趋势及主要的技术。

医学影像技术主要是为临床疾病的影像学诊断提供科学的参考依据,并且能帮助专业医师获得准确可靠的影像学信息与知识,从而为疾病的诊断及治疗提供极为关键的依据。医学影像诊断工作则主要是为了对医学影像技术中提供的各方面信息作出观察与分析,并对这些信息进行归纳与总结,从而得出最为客观、公正的影像学诊断结论。

三、结束语

综上所述,医学影像技术与医学影像诊断互为一个整体,前者离不开后者的支持,而后者在临床中的应用效果则依赖于后者。医学影像诊断技术在临床应用过程中与医学影像诊断相互促进、相互制约。因此,医学影像技术工作人员和影像诊断人员应当严格依据相关标准执行质量控制及质量管理,逐步提升临床医疗诊断效率及水平,在进一步减轻患者就诊痛苦的同时,将医学影像学的临床应用价值充分发挥出来。   【参考文献】

医学影像技术与诊断篇(2)

医学影像技术专业主要课程

主要课程:主干学科:基础医学、临床医学、医学影像学。主要课程:物理学、电子学基础、计算机原理与接口、影像设备结构与维修、医学成像技术、摄影学、人体 解剖学、诊断学、内科学、影像诊断学、介入放射学、影像物理、超声诊断、放射诊断、核素诊断、核医学、医学影像解剖学、肿瘤放疗治疗学、B超诊断学。

主干学科:基础医学、临床医学、医学影像学。

医学影像技术专业就业方向

医学影像技术专业培养适应我国社会主义现代化建设和医疗卫生事业发展需要的,德、智、体全面发展,具有基础医学、临床医学和现代医学影像必备的基本理论知识和基本技能,从事临床影像检查、诊断与治疗技术工作的高级技术应用性专门人才。

医学影像技术专业学生毕业后主要岗位为:b超医生、软件实施工程师、b超医师、放射科医生、放射科医师、临床医学 临床药学 医学影像学和护理学应往届毕业生、售前工程师、健管中心医生、彩超医生、放射科技师、物理师、超声科等。

医学影像技术专业培养要求

1.掌握基础医学、临床医学、电子学的基本理论、基本知识;

2.掌握医学影像学范畴内各项技术(包括常规放射学、CT、核磁共振、DSA、超声医学、核医学、介入医学等)及计算机的基本理论和操作技能;

3.具有运用各种影像诊断技术进行疾病诊断的能力;

4.熟悉有关放射防护的方针、政策和方法,熟悉相关的医学伦理学;

5.了解医学影像学各专业分支的理论前沿和发展动态。

医学影像技术与诊断篇(3)

关键词:远程放射学;基层医院;临床价值

【中图分类号】R445 【文献标识码】A 【文章编号】1672-3783(2012)08-0055-01

近年来,随着科学技术的不断发展,医学诊疗水平的不断提高,计算机、微电子以及通讯系统等信息技术在医学领域得到了广泛的应用[1]。但由于基层医院发展较为落后,缺乏现代影像学诊断设备,或设备先进性不足,以及临床影像学诊断医生经验不足,对于疑难病症难以明确诊断,并给予及时治疗。而远程放射学会诊系统的应用,可以有效解决以上问题;远程放射会诊系统是利用现代网络技术、计算机技术以及多媒体技术等将医学图像进行数字化和重现,以实现远距离的图像数据的采集、传输、存储、分析和处理,以便更好的对患者的疾病做出诊断。本研究探讨了远程放射学在基层医院中的应用价值,以为基层医院疑难病症的诊断提高参考。

1 材料与方法

1.1 材料:在影像科室安装Mini-PACS系统,并建立数字化资料库,然后安装远程放射系统,建立远程放射工作站,接入Internet网。

1.2 方法:医院成功安装远程放射系统后,与本地区某大型医院进行合作,将基层医院作为会诊的请求方,大型医院作为会诊的服务方[2]。对基层医院无法明确做出诊断的患者进行会诊;会诊时,首先由基层医院向会诊服务方进行呼叫,当会诊服务方的服务器接到会诊方的请求时自动进行连接;开始接收请求方发来的患者影像学图像及会诊资料,并存储会诊信息到本地。资料传送完毕后,断开与请求方的连接,同时服务方根据收到的会诊资料和患者图像,开始会诊。在会诊过程中,双方通过双向音、视频以及实时互动的电子教鞭,对双方屏幕显示的图像进行勾画、调节、图像测量等非常逼真的手段进行会诊,最后由会诊服务方填写会诊图文报告并发回给会诊请求方[3]。

同时对远程放射学会诊的病人资料进行专家会诊(其专家与远程放射学会诊专家为同一批人),远程放射学会诊与专家现场会诊的符合率及疾病的诊断率[4]。

2 结果

本研究共计测试20次,共测试患者资料33例,其中32例远程放射系统的测试诊断结果与专家现场会诊的诊断结果一致,两者符合率为96.97%;其中正确诊断30例,诊断准确率为90.91%;其中2例患者因年龄较大,慢性疾病较多,病情较为复杂以及基层医院影响技术的不足等而使得未能及时做出诊断,但其与专家现场会诊结果一致;但1例患者因病情极为复杂,其临床表现、影像学图像等未能做出有效诊断,但经与其他医院专家共同会诊后均给予明确诊断,并及时给予有效治疗。

经统计分析,本次研究测试过程中医院间远程放射系统通过ADSL传送10幅MR图像(未压缩)仅需1.5 min左右。且通过双向语音、视频进行交流会诊以及双方屏幕实时互动的效果,与专家来现场会诊的效果基本一致,相似性为96.97%;因而,说远程放射系统完全可以满足专家现场会诊诊断的需要。

3 讨论

远程会诊(teleconsultation)是应用计算机技术、通信技术以及多媒体技术等现代高科技技术和高端设备为患者提供远程会诊服务[5]。以提高患者的诊断准确率。远程会诊是利用大众宽带传输网络,实现两地间医生和患者之间的可视对话交流;使医生在千里之外可以对患者的疾病进行异地诊视,查阅病史资料、分析化验、病理结果,进行X胸片、CT片、核磁共振以及其它影像图像的分析会诊;使患者在一地就可能根据自身需要得到全国甚至是全世界医疗机构专家和医生的诊治,提高疑难病症患者的诊断率,大大节省患者因疾病的治疗而产生的一系列费用,减轻患者的经济负担。

医学影像存档与通信系统简称PACS (picture archiving and communication systems),是一套能使医院高效获取、传输、储存医学影像资料的现代化医学信息系统[6]。其可以把影像学图像和信息通过计算机进行智能化处理,得出影响学图像完整的数据信息,提高诊断的准确率。同时,PACS与远程放射系统密不可分,是实现远程会诊、保证会诊质量的前提。

综上所述,远程放射学系统在基层医院的应用,可以有效提高患者的确诊率,提升了本医院的影响力,确保了医院的良好形象。同时,经与专家通过视频及语言交流进行病例会诊讨论,我院影响学诊断医生的技术水平也得到了显著提升。且每一次经远程放射系统会诊的过程,都是临床医生间的学习的过程,其可以促进医生与医生之间的交流,提高医生的治疗水平。基于PACS的远程会诊方式具有方便性和快捷性,临床操作简便,专家探讨更接近真实,与过去简单的视频会议会诊模式相比,远程会诊方式是一个质的飞跃。因而,远程放射系统可以完全弥补基层医院因缺乏经验丰富的影像诊断医生而限制医疗水平的问题,并在影像教学和远程会诊方面起着重要的作用,值得基层医院广泛推广和应用。

参考文献

[1] 张祺琪.远程医疗会诊系统的设计与实现[D].天津大学,2012,336-339

[2] 鲍永华,周敏,许顺良.PACS的远程医学影像会诊系统的构建及应用[J].浙江预防医学,2007,19(10):64-65

[3] 许统德,李冬睿.基于IM的远程医学影像会诊系统的研究和实现[J].科技信息,2009,03(12):1206-1207

[4] Ohki M,Tsuru M,Yamada T,A remote conference system forimage diagnosis on the world-wide web[J].AJR,20087,169:627-629

医学影像技术与诊断篇(4)

【关键词】 医学影像学 教学 改革

[ABSTRACT]ObjectiveTo assess the current situation in medicalimageology teaching and reforming.MethodsThe characteristics of modern medical image teaching and the problems existed in traditional teaching were analyzed, the modified measures were then proposed.ResultsWith the amendment of the teaching plan and program and the improvement of subject construction and course system reform, the optimized course group was formed.ConclusionImproved course system of medical imageology, constructed on the basis of diagnostic radiology and multimedia teaching, greatly benefit the development of comprehensive abilities of students major in medical imageology.

[KEY WORDS]medical imageology; teaching; reform

医学影像学是一门以影像为主的实践性很强的医学学科,是介于基础医学与临床医学之间的桥梁学科,如何使学生在掌握必要的基础理论、基本知识的同时,提高对影像图像的独立分析与判断能力,为今后更好地胜任临床工作打下扎实的基础是我们面临的重要课题。近几年来,随着科学技术日新月异的发展, 医学影像学成为临床医学中发展较快的一门学科,在临床工作中的地位也越来越重要。20年来从传统X线诊断学到现代医学影像诊断学经历了巨大的发展和变化,该课程的教学不再是一本教材一支笔就可以完成的,传统的教学模式已不能满足21世纪教学的需要。因此,医学影像学的教学改革势在必行,如何高质量地完成现代医学影像学的教学成为摆在我们面前的一项艰巨的任务。

1 现代医学影像学的特征

1.1 现代医学影像学教学的内涵在不断丰富

自1895 年伦琴发现X线以来的百余年间, 放射学经历了巨大的变化, 随着B超、CT、MRI、ECT 和 DSA 等技术的出现和介入放射学的兴起, 放射学已发展为诊疗兼备的现代医学影像学。

1.2 医学影像学发展日趋强劲

随着计算机技术在医学影像学中的广泛应用,医学影像诊断已从显示宏观结构发展到反应分子、生化水平的变化;从显示形态改变到反映功能变化;从单纯诊断向治疗方面发展。尤其超声医学在现代医学四大影像诊断技术(CT、MRI、同位素扫描和超声医学)中发展更为迅速,在各种影像诊断学中,以其仪器体积小、便于移动、价格相对便宜、对人体无创伤以及可以重复检查等优点,受到医学界的高度重视。由于各种电子探头相继问世,计算机前处理和后处理能力不断增强,以及数字化处理的实现,使图像质量、储存、编辑、转录的能力有了极大提高。现在超声探查的途径已从体外进入到腔内、血管内;超声诊断仪已从超声诊断室进入了手术室、监护室、急诊室。目前,胎儿超声、经颅超声、血管内超声、心腔内超声、体内超声、介入超声、三维超声已取得或正在取得惊人的进步。 随着影像诊断技术不断提高,目前医学影像学在临床应用日趋广泛,且临床地位日趋重要,专职从事医学影像学诊断的医务工作者和工程技术人员队伍也日益壮大。

1.3 医学影像学是一门涉及学科知识面广的综合学科

医学影像学从内容上涉及到了内、外、妇、儿等多门学科、多个专业,这就要求不论教师还是学生应有一定的广度医学知识面。①解剖是基础:影像声像图实际上就是人体各组织声阻抗的分布图,各种检查方法都是以人体不同部位和断面成像为基础的。因此, 只有熟知大体解剖,了解正常断面解剖,树立平面和立体观念,才能正确认识正常组织的图像和鉴别异常图像,并能对病变做出准确定位。②病理是关键:各种疾病都有其病理与生理的改变,组织和脏器的不同病理生理变化决定了超声波对其的不同反射,从而表现出不同特征的声像图。因此,掌握病理学与生理学知识对疾病诊断至关重要,特别是对一些比较难鉴别的病变,把声像图与其病理生理改变结合起来分析,往往能得出更加符合临床的正确结论。③临床是目的:影像诊断的目的是为临床诊断和治疗提供依据,然而影像诊断入门容易,精通难,一个好的影像诊断医师必须熟悉内科、外科、妇产科、儿科等多方面的临床知识,了解各科有关疾病的临床表现、实验室检查,这样才有可能更全面地分析临床提出的主要诊断问题,从而避免出现漏诊误诊。

2 传统医学影像学教学模式存在的问题

2.1 教材、教学模式无法满足目前的教学需要

《医学影像诊断学》是影像学专业与7年制临床医学专业的主要课程,《医学影像诊断学》授课一直使用吴恩惠教授、张雪林教授、汪绍训教授、HOLGER PETTERSSON教授等主编的教材。这些教材的特点是以疾病为主线,深入介绍各系统中各个器官不同疾病的不同影像学(X线、CT、核磁共振和超声医学)表现。目的是使学生对一种疾病的影像诊断有一个全面、完整的认识,这似乎对于培养学生能全面而系统地掌握医学影像诊断学的基本理论、基本知识和基本技能,以及综合多种成像技术进行疾病诊断的能力有帮助。但是,医学四大影像诊断技术多年来在国内外大中型规模的医院,不论是在学科设置方面还是从事专业技术人员方面早已形成各自独立的学科,如放射科、超声科、核医学科等。这不仅仅大大提高了这些学科的临床医学诊断水平,也大大提高了这些影像诊断技术的临床地位,而且使得这些影像诊断技术在各自领域内发展异常迅猛。目前,核医学教学不论是教材还是教学设置早已从医学影像诊断学中独立出来。而超声医学仍然与CT、核磁共振、X线在教材与教学设置上融合在一起。因此,我们认为目前所沿用的《医学影像诊断学》教材、教学模式既不适应各影像学科或从事这些学科的技术人员专业独立性的特点,也无法满足目前的教学需要,教学体制改革势在必行。

2.2 医学影像学内容多、涉及知识面广而学时数少是影像学教学面临的突出问题

要在现有的教学模式下完成教学任务,保证教材的系统性和完整性确实会很困难。尤其超声医学与CT、核磁共振、X线在教材与教学设置上融合在一起使该矛盾凸现的就更为突出。然而,超声诊断学尽管属于影像诊断学体系,但有着其自身的特点, 超声诊断学尤其超声心动图学是一门实践性非常强的学科,与其他医学课程相比超声诊断学教学具有其特殊性,其强调的是实时、连续、多切面及动态观察疾病的影像学改变。因此,超声检查的操作手法很重要,往往同一个病人,由于操作手法不一致,切面的大小也不一致,有时可以造成诊断意见悬殊很大,正因为该学科这一特点才使得超声的诊断是靠动态和实时做出的。因此,超声的诊断必须医生亲自操作而不是仅靠读几张片子就做出诊断。此外,尽管超声医学近年来发展迅猛但人们对其的认识还是相对不足,以致超声诊断学在教学内容和学时安排上不尽合理,势必会导致学生对这个学科认识比较薄弱。

3 加强医学影像学教学几点粗浅的建议

随着医学影像学设备和技术的飞速发展,尤其是超声、CT、介入放射学已逐步普及和MRI大量引进使用,国家九五攻关重大决策已将介入放射学单独成立为一级学科,与内科、外科并列为现代医学三大技术。因此,为了适应新世纪现代医学发展和社会的需要,进一步培养面向世界、面向未来的“基础扎实、知识面宽、能力强、素质高”的高层次医学影像学专业人才,医学影像学应加强以下几方面的工作。

3.1 修订医学影像学专业教学计划和教学大纲

为了培养基础宽厚、临床实践能力强的医学影像学高素质人才的目标,应围绕以能力培养为主线,运用现代教育理念,遵循教育教学的基本规律, 着手修订医学影像学专业教学计划,使医学影像学专业教学计划和教学大纲充分体现课程体系的先进性、科学性和可操作性,对课程体系进行科学的调整和优化。

3.2 加强医学影像学学科建设与课程体系的改革,促使优化课程群的形成

21世纪医学影像学专业教学大纲和教学计划的修订,必然涉及到教学内容的更新。为了适应我国目前各影像学科或从事这些学科的技术人员专业独立性的特点,应该加强医学影像学科建设和课程体系的改革,以满足培养新世纪高级医学影像学专业人才的需要。我们认为医学影像学应该下设放射诊断学教研室、超声诊断学教研室、核医学教研室、介入放射学教研室和分子影像实验室[1]。实验室可进行包括分子生物学实验在内的影像学实验研究。通过整合优化课程体系,更新教学内容,在放射诊断学课程建设的基础上形成医学影像学课程群,并形成以放射诊断学为核心、以多媒体教学为主要教学手段的医学影像学课程体系。

3.3 更新教学手段,实现医学影像学专业教学的现代化

随着计算机和信息技术的快速发展,其在教育领域的应用日益深入和广泛,极大地促进了教育事业的发展,也为医学教学的改革提供了可供借鉴的经验和实现的条件,促使传统的医学教学观念和教学模式发生了前所未有的变革。由于超声诊断学图像的成像、观察及诊断的最后确立都在一个动态的过程中进行,多媒体技术在超声诊断学教学中发挥了更显著的作用。医学影像学多媒体教学具有如下的优越性:①节省时间,提高授课效率。 我国目前教学体制导致大多数医学生基础理论知识较好,但动手能力和实际工作能力较差。而且医学影像学所涉及的方面几乎包含了医学领域中的大部分学科,而应用多媒体教学就可节约大量教师板书和作图时间,提高单位时间内的授课内容,可以使学生在有限的时间内获取较多信息,从而达到提高课堂教学的效果。②可提高学生的学习兴趣。多媒体技术将单调、乏味的课堂知识形象地体现在动态和静态的图像中,使学生可以利用多种感知手段来获得信息,提高了学生的学习兴趣,增强了教学效果。例如, 风湿性心脏病二尖瓣狭窄时在 M 型超声上二尖瓣前叶呈“城墙样”改变; 在二维超声上二尖瓣前后叶呈“鸡啄米”样运动。单纯的理论式教学学生很难理解和掌握所学的内容,采用多媒体教学后,通过多媒体的声色、静动、图文等信息多角度刺激人的感官,将抽象的过程直观、生动地显示出来,可提高学生的学习兴趣和理解力,有利于学生开阔思维空间,学习效果会明显提高。多媒体教学可以说从根本上实现将传统的被动填鸭式教学向主动参与互动式现代化教学模式转换。③多媒体教学能提高学生综合分析和逻辑推理能力。多媒体教学有助于调动学生的主观能动性,有助于使理论与实践相结合,有助于弥补示教病例不足的问题,有助于使复杂抽象的知识具体化、形象化,有助于解决以往教学的一些盲区。同时,多媒体教学还能提高学生形象记忆和立体空间思维能力,使学生多层次、多方位、多角度观察影像,观察组织器官的形态功能、立体结构,从而提高学生综合分析、逻辑推理的能力[2,3]。

实践证明,多媒体教学是一种顺应现代教学发展潮流的有效的教学模式。随着计算机技术的不断发展和教学经验的进一步的积累,多媒体教学必将更好地促进医学各学科教学改革的深入开展,加速医学教育现代化进程[4]。

总之,医学影像学的发展日新月异,医学影像学教育也面临更大的挑战,旧的教学内容和模式已不能适应新的要求,面对21世纪医学影像的发展,我们要顺应时代,推陈出新,总结经验,不断地探索一些好的教学手段和方法,用新的内容与知识充实学生,以培养更多的医学影像学专业人才。

【参考文献】

[1]吕发金,谢鹏,罗天友. 分子影像学及其对医学影像学的影响[J]. 重庆医学, 2005,34(5):775.

[2]刘璐,刘扬,王宇,等. 多媒体教学促进核医学教学改革的探讨[J]. 中国医学教育技术, 2003,17(2):9294.

[3]徐珞,吴梅,孙向荣,等. 《病理生理学》双语教学几点体会[J]. 青岛大学医学院学报, 2006,42(4):361362.

医学影像技术与诊断篇(5)

关键词:医学影像技术;实际应用;技术改进

【中图分类号】R541.4【文献标识码】B【文章编号】1672-3783(2012)07-0119-01

引言:医疗影像技术的进步是离不开现代科学经济的进步,网络时代的革新掀起了各行各业在技术上的突破,医学影像学是医疗领域重要的医疗技术,通常应用于放射科、B超,彩超、CT、核磁共振等科室。而现阶段很多医院仍处于使用最多的常规X线机,只是医学影像技术的模拟方式,除了部分使用了影像电视X线机外,绝大多数都只能用胶片记录,对拍摄的图像处理、存储传输都受到极大的限制,给医生诊断病例上也带来很大的困难,为此,在医学领域中,医院应该在医学影像技术方面有所突破,把医学影像技术和计算机网络相结合,让医学影像以数字方式输出,使这些影像数据可直接用计算机技术进行处理、传输和存储,从而导致医学影像诊断技术的革命性变化。

1医学影像技术的实际应用

医学影像技术在医学领域里有其重要的作用,在实际应用方面也可分为三类分析:一是,医学影像技术室医院信息系统的基本组成部分,无论是在农村医疗条件差的地方,也可远处医疗通过医学影像技术,及时传患者的信息、医学图像和诊疗信息等,实现了远程医疗的发展。二是,用在医院放射科部门。医院的放射医疗室最需要有足够的图像显示技术,通过医学影像技术可以在高速通信网络的辅助下,实现把影像和静止图像同传的能力。三是应用在医院内部的图像分发系统里,特别是在急诊室和特护房。随着网络计算机的信息系统的引入,医学影像技术将信息集成在操作模式中,在信息提取中更为便捷。无论医学影像技术在那个方面的实际应用都能起到它关键的作用。

2医学影像技术方面的技术改进

X射线是医学发展技术中最早的图像装置,应用中可以让医生顺利观察到人体内部结构,为医生诊断疾病提供重要的信息。但影像技术也在不断的探索中进行改进,超声、磁共振、单光子等断层成像技术和系统的大量涌现,在医学影像技术上也有所突破,让医生在出示诊断中提供更为详细、精确的信息依据。随着计算机的发展,数字成像技术越来越广泛,正逐步替换传统的屏片摄影,医学影像技术的得到了全新的突破和发展,实现将数据远距离传输,远程诊断,提高了患者诊断病例的效率,而现阶段,医学影像技术的改进还是需要的,新型的分子影像技术,正在一点点渗入到医学影像技术革新中,分子成像的出现,为新的医学影像时代到来带来了曙光,为治疗彻底治愈某种疾病提供了可能;同时磁源成像技术也是医学影像技术的一个改进,用于检测心脏或脑,从而得到心磁图,脑磁图;单光子发射成像和正电子成像也是核医学的两种技术,也是根据医学的放射性示踪原来景象体内诊断;对人体加电压,检测电极间流动的电流,得到阻丝电导率变化的图像,也叫阻抗成像,因其分辨率高,对人无害的特点,开始实现其实际应用;还要光学成像等等,以上的几种技术都是医学影像技术的研究热点,是要以最安全、最大经济效益出发点,将医学影像技术达到更为先进的技术,造福人们。

3结语

通过对以上医学影像技术的分析,可以看出医学影像技术的发展仍需要一个渐进的推广过程,近年来,临床手术和治疗方面正在朝着微创或无创的方向发展,这种技术的实施是离不开医学影像技术的辅助的,为,微创、无创手术或治疗的精准定位打下了基础,通过接下来的医学影像技术的不断完善、改进,一系列的如磁共振谱(MRS)、正看电子发射成(PET)、单光子发射成像(SPECT)等等技术的发展,将会对医学治疗技术有更大的突破,对脑、肺等各个部位的成像都能提供更多有用的信息,不仅给医生一个很大的治疗帮助,同时还让患者在治疗过程中,省时省力,减少患者在治疗中的痛苦,提供了治疗效率。

参考文献

[1]刘洪军,成建萍,司同,等.超声弹性成像在甲状腺结节定性诊断中的应用评价[A].中国超声医学工程学会第三次全国浅表器官及外周血管超声医学学术会议(高峰论坛)论文汇编[C],2011年

医学影像技术与诊断篇(6)

【关键词】 计算机; 医学; 远程会诊; 嵌入式系统

中图分类号 R319 文献标识码 B 文章编号 1674-6805(2015)30-0136-03

【Abstract】 The development of the computer has become the main power to promote the development of medicine,it makes the medical system changed from the old pattern to the new pattern,especially with the popularity of computer network,remote consultation has become a new clinic and reliable way,it powerful drives for the reform and progress of the traditional treatments,it provids solid foundation and strong condition for medical regional expansion and service internationalization,application of the embedded system improved the real-time and reliability of medical instrument,which is a research hotspot and development trend of modern medical electronic instrument.

【Key words】 Computer; Medical; Remote consultation; Embedded system

First-author’s address:The Second Affiliated Hospital of Kunming Medical University,Kunming 650101,China

doi:10.14033/ki.cfmr.2015.30.071

计算机以其高精度、高速度,自动化及大存储容量的无可比拟的优点被广泛应用到各个领域,它在医学系统中的应用更是随处可见,通常被用到医疗系统的信息管理、医学资料的查询、医疗信息的存储、临床医学的诊断和监护、医药的专家系统、计算机辅助放射治疗、计算机辅助断层摄影、人工器官的计算机控制基础医学等各个方面。它促使医疗系统从旧模式向新模式进行变革,有效的提高了医院的医疗水平,逐渐成为推动医学发展的主要动力。

1 医学系统中的改革

电子计算机在本世界50年代末开始应用在医学领域,而我国始于70年代中期,计算机最初仅用来实现医学的管理[1]。经过几十年的快速发展,电子计算机已经深入到医学系统的各个领域,可以利用它检索、存储、传输、处理等各种医学信息,医学与计算机技术的结合对医学的发展起着重要的推动作用,它使整个医疗系统正经历以计算机为中心的技术革命。

1.1 在基础医学方面的改革

在基础医学领域,医院的行政管理、收费系统、财务系统、人事系统、药品库存管理和患者的住院病案管理等,均离不开电子计算机的处理,而且,近年来随着计算机网络的飞速发展,网络的应用在医学系统中更是发挥着举足轻重的作用,比如:用户之间通过邮件的方式自由的交换信息,许多非正式的专家讨论组通过Internet进行网络会议,使人们可以从网络共享大量的信息。

目前,在基础医学方面经常利用计算机联机处理各种医学实验信息,模拟病变过程的生理变化、模拟人体对外界刺激的反应,对研究生物的微观机构、神经活动、癌细胞的发生机理等,都起到了促进作用,进而达到揭示数据所蕴含的生物学意义的目的。在医院的综合管理方面,利用计算机来实现对整个医疗系统进行管理,比如:完善病例存储、药品管理、财务管理、办公自动化等,可使管理人员从繁重的劳动中解脱处理,从而大大提高了医院的管理水平。

1.2 在病历方面的改革

在早期的医生会诊患者时,先通过传统的手写病历了解病情,病历是医生和患者之间的主要沟通方式,也是医生制定医疗方案的主要依据,这种传统的会诊方式存在很多弊端,一是纸质的病历不易长期保存容易丢失,而且医院每天就诊的患者很多,病历的数量很大,种类复杂多样,要想及时的查找某位患者的病历是件工作量很大的工作。二是病例资料不容易共享,当患者面对不同医生时,必须携带其病例资料。三是各医院使用的医学术语和病历格式不统一,有些医生写的病历字体潦草模糊,其他医生难以辨认。因此传统的病历管理方式已不能适应现代医学发展的需求。先进的医疗保健体系必须建立地区性以及全国性的医疗信息系统。而由电子计算机形成的电子病历,可以很好的克服手写病历存在的缺点,它和传统病历一样,包含了患者的所有诊断信息,通过信息的数字化处理保存在计算机上,便于查询,不易丢失,还可以在网络的支持下,方便的实现资源共享,能进行远距离的信息传输,使不同地区的医学专家能对同一个患者进行会诊,方便医生对患者进行共同讨论,从而缩短患者的治疗时间,提高诊断的效率。

1.3 辅助医学诊断的改革

传统诊断的第一步是通过询问患者的主观感应来得到病例资料,这份资料对诊断起到了定向作用,并为诊断提供了线索。医生利用感官检查就诊者的身体,获得评价资料,然后在该资料的基础上进行分析、推理、判断,来制定诊断方案,对于所获取到的资料,不论是否齐全,都需要医生运用已有的知识和经验,进行归纳、剖析、联想、推理,进而产生诊断,由于这些过程增加了医生的工作强度,容易产生误诊和漏诊现象。

电子计算机具有逻辑判断和信息加工的能力,利用计算机进行分析、判断,从而实现诊断的过程又称为“电脑医生”。计算机辅助检测与诊断(computer aided detection/diagnosis)是指通过影像学、医学图像处理技术以及其他可能的生理、生化手段,结合计算机的分析计算能力,辅助发现病情,提高诊断的准确率[2]。当今流行的CAD技术,又被称为医生的“第三只眼”,主要是指基于医学影像学的CAD技术,计算机辅助检测是计算机辅助诊断的必然阶段,检测的结果是诊断的依据。CAD技术的广泛应用有助于提高医生诊断的敏感性和特异性。计算机实现诊断的过程是利用程序设计,将医生的临床经验和诊断标准,输入到计算机,再将患者的询问、体检、化验的病例资料也输入到计算机,计算机通过快速的分析处理并与标准对比,最后作出诊断。例如体表标测心电图就是利用体表多电极信号,来记录体表各部位心脏兴奋形成的电位差,计算机根据自动采集的体表各部位的瞬时电位变化数据,进行分析处理,绘制成等位标册图,它能获得比常规心电图或心电向量图更丰富的信息,有助于认识心脏激动的空间电位分布和体表电位分布的关系。

1.4 图像处理技术方面的改革

近20年来,医学影像技术的飞速发展,已在医学系统形成相当大的规模,随着计算机图形学技术的发展,医生诊断工作站(Review Station)代替了原始的胶片与胶片灯,数字影像资源共享(Image Distribution)代替了传统的胶片邮递,医学影像正从二维医学图像向三维可视化技术转化[3],在传统的影像医疗系统中,医生通过分析一组二维切片图像来发现病变体,然后依靠医生的经验判断,得到需要的信息,而仅靠观察二维切片图像是很难确切知道病变体空间位置、大小、几何形状、及与四周生物组织的空间关系,因此,传统的二维图像技术已经不能满足需求。现在的分子医学通过利用计算机的医学影像图形处理技术对所展现的分子层面的物质结构进行分析处理,在分子层面上研究各种疾病的现象、机理和治疗方法。医学影像技术还可实现对人体器官、软组织和病变体的分割提取、切片图像扫描、三维重建和三维显示,合成完全数字化的三维人体模型,来辅助医生对病变体及其他感兴趣的区域进行定性及定量的分析,比如:应用于超声图象处理、脉象处理及脑血流图分析等,均为医学提供了大量的现代化诊断手段,大大提高了医疗诊断的准确性和可靠性。

医学图像处理技术包括很多方面,比如:图像分割、图像融合、图像配准、纹理分析等[4],这种多维、多参数以及多模式图像在临床诊断与治疗中发挥着巨大的作用。与此同时,核共振成像、数字射线照相术、超声成像、核素成像及发射型计算机成像等也在逐步发展,计算机和医学图像处理技术的结合是影像技术的发展基础,带动着现代医学诊断走向一个新台阶。

2 远程会诊的改革

随着计算机技术的快速发展,尤其是Internet网络的应用,网络和医学的关系也注定是密不可分的。远程医疗会诊技术在这个大背景下也是发展的必然趋势,它是远程医学中最主要的业务活动,是极其方便、诊断极其可靠的治疗方式。通过利用网络技术的优点,它与邮购紧密配合,建立各种类型的远程电子病历系统,通过三维可视化技术为远程医学提供一个完整的多层次、多维度索引的电子病历集成视图[5],完成远程医学的患者门诊、住院的临床资料的收集、归档、检索和显示,有力地带动了传统治疗方式的改革和进步。并能与远程医学影像、远程病理进行互动,支持远程医学集成终端,实现远程医学会诊平台的各种诊疗服务,让会诊室的医生和远程医疗的医生均能有效的获得患者的第一手资料,便于主治医生的诊断,为医疗走向区域扩大化、服务国际化提供了坚实的基础和有力的条件。同时预防和减少了医疗错误,节约了患者大量的时间和费用,改善了会诊质量,提高了会诊效率,促进了远程医学的快速健康发展。

在远程会诊中,信息在网络中传输要求低抖动、低延时,因此采用流媒体技术来传输影像资料[6]。它是指采用流式传输的方式在网络中播放媒体格式,利用流媒体的形式将患者的PACS影像传递到远程会诊终端屏幕,以完成医学影像资料的共享[7]。随着3G的普及,移动无线终端也可采用流媒体技术访问远程医学影像。流媒体技术的应用,突破了局域网的限制,医生可随时了解住院患者的情况并给予及时的诊断处理,提高了诊断的效率。远程会诊模式在医生之间建立了高效影像综合信息传输平台,通过使用公共网络通信资源,保证医生之间和医患之间迅速有效的交流。即使一些医院在条件不具备、经验不丰富、技术不成熟的情况下,只要通信网络通畅,都能迅速传输患者的影像资料信息到会诊专家的数字终端上,进而得到专家的指导性意见。解决了因技术能力不平衡带来的看病难的问题,提供了一个符合中国国情的理想解决方案,也为规范医疗市场、完善医疗服务体系、评价医疗质量标准、交流医疗服务经验提供了新的准则和工具。

3 嵌入式系统在医学中的应用

嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可裁剪,适应于应用系统,对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统[8]。它是计算机技术、通信技术、半导体技术、微电子技术、语音图像数据传输技术、传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的产物。计算机厂家向用户提品的插件形式,再由用户根据自己对产品的特定要求选择合适的CPU板、存储器及各式输入输出插件板,将其嵌入到自己的系统设备中,从而构成专用的嵌入式系统,它是为特定应用而设计的专用计算机系统,它具有体积小、功能集中、可靠性高等优点[9],设计人员能够根据需要对它进行优化,减小尺寸,降低成本。嵌入式系统与医学领域的结合是现代医学电子仪器的研究热点和发展趋势。

嵌入式医疗仪器是先进的嵌入式技术和生物医学的融合,是生物医学和计算机技术、电子技术相结合的产物,反映了当代最新技术的先进水平,如:心脏起搏器、放射设备、分析监护设备、药剂控制系统等大型设备;经颅多普勒、彩超、脑电、心电等电子设备;免疫测试系统及全自动生化分析系统等检测设备,都需要嵌入式系统的支持[10]。嵌入式系统中的控制计算机与一般用于科学计算或信息管理的计算机不同,需要有较高的实时性和可靠性,在实际应用中不允许它发生异常现象,因此,在嵌入式系统的设计过程中,首先要考虑其安全性,选用高性能的控制计算机,对所控制的对象设计成双机系统,能对内部和外部事件的请求做出及时地响应,不丢失信息,不延误操作。另外,随着医疗传感器技术的发展,嵌入式设备在医疗保健方面也逐渐被应用,如家用心电监测设备、家庭远程诊断设备。由于数字信息技术的飞速发展,现代医疗系统要求嵌入式医疗仪器具有更强大的处理和存储能力以及高可靠性和高实时性等性能,同时又要能够达到更高级别的环保要求,因此,如何进一步使医疗仪器专业化、小型化、智能化、便携式、低成本,将成为以后研究的方向[11],这也为嵌入式系统在医疗仪器中的应用提供了更广阔的应用平台和更高的性能需求。

在信息技术发展的今天,医学系统离不开计算机技术,计算机对医疗事业的推动有着不可替代的作用,尤其是网络的高速发展和嵌入式系统的应用,使不同地区的医疗信息实现网络共享,使人们能快速的将临床医学系统、医学影像处理技术,网络信息传输系统、医院管理信息系统、远程医疗系统相结合,同时,随着信息的数字化越来越被人重视,嵌入式系统的软件开发已经成为数字化产品设计创新和软件增值的关键因素,是未来市场竞争力的重要体现[12]。总之,计算机在医疗系统中的广泛应用为全人类的健康提供了更加可靠的保障,同时促进了医学信息事业健康、有序、持续和稳定的发展。

参考文献

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医学影像技术与诊断篇(7)

关键词:移动医疗;数字图像处理;医学影像

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)30-0238-03

随着科学技g的快速发展和生活质量的提高,健康问题已成为大家关注的焦点。然而生活环境的污染、饮食结构的不健康和长期处于现代职场高压环境之下,很多人的身体出现亚健康状态:头痛、胸闷、失眠等健康问题困扰着现代职场白领,长期以往,身体不堪重负,疾病随之而来。面对这种情况,早期发现、早期治疗既可以减轻患者病痛,提高预后水平,又可以减少患者的经济支出。因此,对疾病问题的早期诊断就成为国内外医学界关注的焦点。

然而由于医患交流以及过去医学影像不清晰、保管难等问题,始终制约了精准医疗的发展。目前随着科学技术的进步和互联网技术的突飞猛进,影像学被越来越多的应用到各种疾病的检查中去,医生读片诊病,影像成了医生重要的诊断辅助工具,难以被低估,不能被替代。随之影像学科也成了当今迅速发展起来的一门综合学科,多门课程如通讯、计算机、医疗交叉,为医务工作者提供尽可能准确的辅助诊疗方法,这将是今后影像学科持续发展的重要方面。

日常生活中我们在对体内和体外的血液细胞、器官组织进行无损害性检查时,通常会选择诸如:数字线摄影、核磁共振、超声波三维诊断等治疗方法,这些拍片式的诊断方法可见即可得,不仅生动补充了书本上的人体正常组织以及病灶组织的解剖学知识,同时对影像引导下的教学、检查、穿刺、手术等有着不可低估的作用。但是医疗图像A生成往往会因自然界信号的干扰、信号传输过程中的衰减、医疗设备的成像原理、光线和显示屏等原因的影响,所显示出来的影像像质往往不够清晰、感兴趣内容不突出,或者不适合人眼观察或者机器理解分析,同时医学影像本身也有图像分辨率不高导致图像模糊不清或者无明显边缘、噪声偏大、结构信息缺乏的问题, 最终生成的影像不能准确定位病变部位以及病变性质,临床诊断面临各种困难。如果有一种方法能对生成的医学影像进行数据处理提高影像的清晰度,增强医学影像的可读性可分辨性,临床医生可以结合解剖学和生理学对病变组织有针对性的观察并诊断,这将大大提高临床诊断的准确率。因此,医学影像的数字化处理对医疗卫生、信息技术、生物科学等学科来说无论在理论研究还是临床应用方面都起着关键作用,这是人类认识疾病并对之精确诊断的重要环节,这将是一门具有较强应用性和长远发展性的课题。

1医学影像的发展及意义

1.1国内外医学影像的背景及对其图像处理的意义

1895年德国物理学家W.K.伦琴在实验室拍摄出其夫人手指和的影像,自此 “X射线”被发现,并被影像学逐步引进到医学领域。经过30多年的研究与应用,医学影像起着翻天覆地的变化,随着计算机技术的引进和广泛应用,影像学科更是呈现出跨度大、知识交叉密集的特点,如今基于计算机算法的图像处理技术也已经成为医学影像学中发展迅速的领域之一。

1971年,英国科学家汉斯・基于计算机技术原理设计出第一台X-CT诊病机,这一发明在医学界引起巨大的轰动。从此,对医学影像的数字成像技术的研究开始发展壮大,各种医疗设备也被开发出来,它包括计算机 X线摄影( Computed Radiography, CR)、数字 X线摄影( Digital Radiography, DR)、 X射线计算机断层成像( X- Computed Tomography,X- CT)、磁共振成像超声( Magnetic Resonance, MR),超声( Ultrasound)成像、光纤内窥镜图像、磁共振血管造影术( Magnetic Resonance Angiography,MRA)、数字减影血管造影术( Digital Subtraction Angiography, DSA)、单光子发射断层成像( Single Photon Emission Computed Tomography,SPECT)、正电子发射断层成像( Positron Emission Tomography, PET), EEG脑电图、 MEG脑磁图、光学内源成像等。

本文着重论述的 X- CT( Computed Tomogaphy)意为 X线计算机断层扫描技术,是用 X线束对器官组织进行断层扫描,应用物理原理来测量X射线在人体组织中的衰减系数或吸收系数,再经计算机进行数学计算来对图像进行三维重建。按照测量的衰减系数的数值排列成一个二维分布矩阵,计算出人体被扫描组织断面上的图像灰度分布,从而生成断面图像。X-CT以它高速、高分辨率、高灵敏度的探测器螺旋式旋转来获取器官组织的多方位、多层次的断面或立体影像,经临床实际应用,它能发挥有别于传统X线检查的巨大作用。它能综合反映人体组织在解剖学方面的功能、性质,还能提供人体被拍摄部位的完整三维信息,器官和组织结构清楚显影,提示病变,已与核磁共振、超声波等诊断方法一样成了医生获取信息的重要来源。并且具有其他医学设备不可比拟的优点,X- CT成像简单方便、对人体损伤小、组织结构密度分辨率高,这在病理学和解剖学研究中尤为重要。特别是临床在对肿瘤的诊断中X-CT的分辨率要远远高于其他医学设备成像,研究显示在对于1~2厘米的小肿块的检测上,X-CT显示率高达88%,而B超、MRI等仅为48%。在针对肝脏疾病实验的拍片中, X-CT可以较清晰的显示出多种器官病变和功能性状,如肝癌、肝血管瘤、脂肪肝等,其对肝癌的诊断准确率高达93%,最小分辨率可显示为1.5厘米,

可以直接观察到肝静脉、门静脉与肿瘤大小、位置之间的关系,并能诊断出肝静脉、门静脉有无癌栓,为医生的精确诊疗提供了重要依据。

由于器官病变的位置、病灶大小、病程长短等自身因素,加上设备电子元器件、嘈杂的环境以及人为操作等因素的影响, X- CT在对病灶做定位影像、定性精确诊断时常常会有所限制,即它能反映出器官的异样变化,但却不能反应目前器官的生理功能。现实工作中采集到的数字化影像或多或少的存在一些问题:伪影、雪花、边缘不清、病灶不清、对比度不强……凭借肉眼无法从整张影像中清晰分辨出病灶部位或者确性病理改变的程度,要想精确诊断,还需做进一步的检查。

目前,对 X- CT图像处理进行处理大部分的研究还集中在预处理阶段,即研究通过调试设备、提高影像像素、提高出图效率、减少外界干扰等方式增强医学影像的可读性和敏感性。而对于医学影像成像后的处理则相对冷门,其中对部分内容的研究也比较单一,如仅仅单独研究医学影像的降噪或增强。同时应用降噪、增强、分割技术来处理影像的研究较少,理论研究也停留在可行性阶段,针对单一疾病的医学影像处理研究还不常见。

1.2医学影像常用的诊断方法

目前我们常用超声波、核磁共振、X-CT等设备生成的医学影像作为辅助诊断方法。其中:超声波是使用声波来探测病理并生成平面图像的一种诊断方法,由于其具有方向性好,穿透力强,声能集中,操作简便,能反映出人体组织的灰度形态和结构等优点,被影像科广泛采用。其中 B型超声波采用超声平面成像,在超声屏上显示出病变部位周围有明显的强弱不等的回声区,表现为亮度不等的光点、结合解剖学和生理学知识,可判断这些高光区和暗区的病变性质。且价格低廉,诊断快速,但缺点是对于1~2厘米的小肿块诊断准确率不到达48%。

核磁共振是诊断组织病理变化的一种新的方法,通过层片选择,频率编码,相位编码,实现对接收到的电磁信号在人体内部的准确定位,根据接收到的电磁信号的频率、相位的差别成像,完成对器官组织的检测。例如:核磁共振检查原发性肝癌时通常表现为信号改变,T1W1驰豫时间加权图呈低信号,T2W2加权图呈高信号。其特征性影像为病灶内出现粗大引流或供血血管的流空信号,该信号提示肝癌结节内有动静脉短路形成。但缺点在于检查价格昂贵,且核磁共振设备在我国普及率较低,对于1~2厘米的小肿块诊断准确率较低。

X- CT是用 X线束对器官组织进行断层扫描,再经计算机由于分辨率高图像清晰,能够扫描到早期刚发展起来的较小的肿瘤,这对病人早诊断早治疗不至延误病情具有重要意义。比如:X- CT肝癌表现与大体病理形态一致,平扫多为低密度,少数为等密度或混杂密度,外形不规则呈球形或结节形,边界模糊。增强扫描表现为低密度区略缩小,境界变得较为清楚。肿块中心部位常因肿瘤组织坏死囊变形成极低密度区。研究显示在对于1~2厘米的小肿块的检测上,X-CT显示率高达88%。目前X-CT已成为各种疑难杂症中最重要的诊断方法。

1.3对医学影像进行数字图像处理的可行性及意义

在实际图像信号的生成和传输过程中,由于受到医疗器械自身、人为操作控制和自然界噪声等干扰的影响,多多少少会出现细节模糊、对比度差、噪声较大或存在伪影等问题,影响到影像质量。且成像是用亮度不等的灰度表示,加上病灶发展早期其空间形态变化通常比较小,拍出的片子肉眼很难观察,误诊和漏诊的情况也时有发生,致使病情诊断准确率下降,医务工作者的效率也难以体现。因此,有必要运用适当的技术和方法来处理和分析医学影像,提高影像质量,这将有助于减少误诊和漏诊率,提高诊断准确率。因此,研究医学影像的计算机辅助诊断技术和数字图像处理技术具有重要的意义和实用价值。

在医学影像领域的数字成像技术有个共性:基于计算机将图像采集、显示、存储和传递分解成各个独立的部分,将每一部分图像信息分别数字化,这种共性为我们以后对各功能模块进行单独优化提供了便利,对其实施图像数字信息的后续处理提供了可行性。

以X-CT成像为例,对影像进行预处理可以过滤掉影像上的不利影响,处理掉无用的信息,保留或恢复有价值的信息。通过过滤掉不利因素,加强病灶信息的可读性,突出感兴趣部位,清除各种干扰的同时能保留所摄影像的形态和边缘,有效的改善图像视觉效果,为医生诊病提供了依据和便利,这就达到了图像处理的目的。

2数字图像处理在医学影像中的具体应用

图像处理(image processing),在医学上也被称作影像处理,是指将图像信号转换成数字信号后使用计算机对医学影像处理和分析,提高并改善影像的质量供医生有效诊断的专业技术。将将人设为对象,图像设为目标,输入低质量的图像,输入改善后高质量的图像,当图像达到满足人的视觉效果为最终目标。图像处理方法通常有图像增强、复原、编码、压缩等等。本文将重点讨论图像去噪、增强、分割在医学影像中的应用技术。

2.1图像去噪

影像的生成和传输常常受到自然界各种声音的干扰导致影像质量下降,就像我们在日常生活中交谈时被其他声音打扰一样,在语言中表现为听不清对方说话, 表现到影像上,则是原本很清楚的图像,因为机械本身、电子元件、外界杂音等干扰原因产生各种各样的斑点或条纹,图像变得模糊不清,此即为图像噪声。噪声的存在势必影响后续对影像的分割和理解分析,所以图像去噪是预处理的重要步骤之一。去噪的方法有很多,结合影像特点、噪声的统计特征及频谱分布规律,目前常用均值滤波、中值滤波、低通滤波等算法来对图像进行平滑处理。

2.2 图像增强

图像增强(image enhancement)是数字图像处理领域中的一个重要分支。影像学上的图像增强和复原的目的是为了提高医学影像的质量,清除干扰、降低噪声,通过增强清晰度、对比度、边缘锐化、伪彩色等来提高影像的质量,或者转换为更适合人观察或机器识别的模式。不同于图像噪声,在图像增强中通常不考虑影像降质的原因,它不需要反应真实的原始图像,只需突出图像中感兴趣的内容。但要对降质的原因有所了解,依据降质的原因建立“降质模型”,然后各种滤波方法和变换手段增强图像中的背景与感兴趣部位的对比度,比如:增加图像高频分量,被照人体组织轮廓变得清晰,细节特征明显;增加低频分量,能有效降低噪声干扰,最终达到增强图像清晰度的目的。

图像增强根据空间不同可划分为基于空间域的增强方法和基于频率域的增强方法。基于空间域的增强方法是对图像中的各个像素的灰度值直接处理,算法有直方图均衡化、直方图规定化等;基于频率域的增强方法不直接处理,而是用傅里叶变换将空间域转换成频率域,在频率域对频谱进行处理,再使用反傅里叶变回到空间域,算法有低通滤波、高通滤波、同态滤波等。

2.3图像分割

图像分割是数字图像处理领域的关键技术之一,目的是将图像中有意义、感兴趣的内容从背景里剥离,划分为各个互不交叉的区域。有意义、感兴趣的内容通常是指图像区域、图像边缘等。分割是后续图像理解分析和识别工作的前提和依据。目前已经开发出很多边缘检测和区域分割的算法,但是还没有一个算法对各种图像处理都有效。因此对图像分割的研究还将继续深入,在以后很长一段时间将始终是热门话题。

图像分割方法基于灰度值主要划分为基于区域内部灰度相似性的分割和基于区域之间灰度不连续的分割。

(1) 基于区域内部灰度相似性的分割

基于区域内部灰度相似性的分割是确定每个像素的归属区域(同一区域内部像素是相似的),从而形成一个区域图集,来对图像进行分割,常用算法有阈值分割法、形态学分割、区域生长法、分裂合并法等。

(2) 基于区域之间灰度不连续的分割

基于区域之间灰度不连续的分割是指先提取区域边界,再确定边界限定的区域。因为图像中的边缘部分往往是灰度级发生跃变的区域,根据像素灰度级的不连续性,找出点、线、边,最后确定边缘。常用的算法有边缘检测分割法、Hough变换等。

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