文档介绍：1绪论
医学影像技术简介
医学影像技术是现代医学中重要的组成部分,并且已经成为医学技术中发展最快的领域之一。它主要包括医学成像显示技术、医学图像分析处理技术和医学图像压缩传输技术三个主要方向。[1]它的主要作用是:采集病人身体病变部位的信息并存储为相应的图像,通过对这些图像信息作进一步的分析、诊断来更加清晰、详细地获得和掌握病人的病情,从而可以更好地对病人开展进一步的治疗。保留的图像信息还可以作为日后诊断的参考。现代医学影像技术也已经使得远程医疗成为可能,极大地方便了病人和医生的沟通。
传统的医学成像技术是以物理学和现代电子计算机技术为基础的,就成像机理而论主要包括:投影 X 射线成像、X 射线计算机断层成像、超声成像、放射性核素、磁共振成像、红外线成像等。随着计算机技术的进一步发展,基于全息摄影的三维成像技术也得到日益广泛的应用,从而进一步提升了医学诊断技术的清晰性和准确性[2]。
以数字图像处理技术和计算机技术为依托,医学图像的分析和处理是医学影像技术中极为重要的一个环节,它是使医生获得病人病情可靠信息的重要保证,也是医生开展进一步治疗的必要条件。它对医学图像的分析处理主要包括:图像的预处理、特征提取、图像分割、图像配准、图像融合、纹理分析和伪彩色处理等。
图像的压缩传输技术也是当前研究的一个热点,这种技术依赖于数字图像的压缩编码技术和现代通信技术,它的出现使得远程医疗成为可能,并加强了医疗诊断的即时性。
医学影像技术与数字图像处理技术的关系
医学影像技术与数字图像处理技术是密不可分的,特别是在医学图像分析处理和医学图像压缩传输方向,这种关系表现得尤为密切。图画出了医学图像分析处理的流程示意图:
多视处理
匹配估计
重建
三维显示
配准准
融合
伪彩色
二维显示
特征
提取
预处理
图
在这个流程图中每个环节都是应用数字图像处理的理论和技术完成的,只是在处理过程中有时还需考虑到医学图像本身重要的特征。下面简单说说图中不同环节的处理方法和意义:
(1)图像预处理:从不同成像仪得到的医学图像都存在着不同程度的噪声和干扰,这些噪声的存在势必影响对图像的进一步分析,所以在这一环节需要考虑使用相关的数字图像滤波方法将含在图像中的噪声滤除掉,从而为下面的分析打下良好的基础。在好的图像滤波算法下,图像预处理的结果已经可以为观察提供良好的视觉环境了。
(2)图像分割:图像分割主要是根据图像的不同特征将图像分割成若干区域,每个区域形成一个相应的像素集,图像分割得到的像素集可能与不同的目标相对应,也可能与目标的不同区域相对应。图像分割本身是一个比较困难的课题,同时也是非常重要的。近年来,随着人们不断深入的研究,在这方面还是取得了一定的成就。
(3)特征提取:特征提取是为了能获得反映图像本质的一些特殊信息,提取的特征既包括直接检测到的信息也包括由计算得到的信息,如一些点、线,还包括根据已有的特征加以变换的得到的新的特征。特征提取的作用是去除图像中冗余的信息而突出图像需要识别的信息。但是必须注意所提取的特征必须能够反映目标的形状与属性。
(4)图像配准:医学图像配准是通过某种空间变换,使两幅图像的对应点达到空间位置和解剖结构上的完全一致。要求配准的结构能使两幅图像上所有的解剖点,或至少是所有具有诊断意义的点以及手术区域的点都达到匹配。图像配准是图像融合的前提,是公认难度较大的图像处理技术,也是决定医学图像融合技术发展的关键。近年来国外在图像配准方面研究很多,如几何矩的配准、利用图像的相关系数、样条插值等多项式变换对图像进行配准等。为了提高CT、MRI、PET多模态医学图像的三维配准和融合的精度,还可以采用基于互信息的方法
(5)图像融合:不同的医学图像提供了不同器官的不同信息,图像融合的作用就在于综合处理应用这些成像设备所得到的信息并以某种方式将它们有机地合并在一起,从而使观察者可以在一幅图像中同时观察到目标对象不同层次上的信息。这里是一些相关的图像融合技术。
(6)伪彩色:一般的医学图像都是黑白的灰度图像,而人的眼睛对彩色是十分敏感的,所以为了使人眼获得更好的视觉效果,通过某种手段给医学图像加入一些颜色信息的处理方法就是伪彩色处理
(7)多视处理:所谓的多视处理就是运用计算机技术和光学技术,来获取目标物体不同角度的摄影图以作为图像重建的基础,主要技术方法包括双向合成法、莫尔条纹法、傅利叶轮廓法、位相测量法、三角测距法等
(8)图像重建:图像重建是使用图像多视化处理的结果,通过相关的数字图像技术来重新构建目标物体的三维立体图以获得更好的可视化效果。常用的图像重建算法包括傅里叶变换重建、卷积法重建、代数方法重建等[3]。