数字医学图像及其获取.docVIP

精品论文 参考文献 数字医学图像及其获取 范丽平 赵飞翔 （天津医科大学，天津 300070） 【摘要】与现代生活诸多其他领域一样，医学影像学实践正在以坚实的步伐向数字化世界转变。在近年，影像学全面数字化变革得到了充分体现，各种医学 影像技术都实现了全数字化。越来越多的数字图像获取技术日趋成熟。计算机的广泛应用使扫描技术、磁共振技术、X 射线摄影技术等的得到了迅猛发展。在不 久的将来很有可能实现医学影像的无胶片化。 【关键词】特点；获取技术；处理；发展趋势 1、数字医学图像的特点 数字图像一般是指能够用数值表达某个事物的图像信息。数字 图像中的每个基本单元叫做图像元素，常简称为像素，量化的灰度 就是数字量值。如果用函数f(x,y)表示，则连续的图像在坐标空间XY 和性质空间都被离散化，f,x,y一律在整数集合中取值。 在临床影像诊断中，由于数字医学图像存储方式的改变，用 PACS取消了胶片存储，使临床工作站对图像进行质量控制处理成为 可能，经过质量控制处理的数字医学图像传送至工作站。临床医生 便可在这种高分辨率显示器组成的工作站上阅读全部数字医学图 像，实现从传统应用灯箱观片到数字化阅片的转变。全新的工作流 程使影像学医生能够应用新方式完成以前不能完成的多项诊断工 作。 2、数字医学图像的获取 2.1 数字X 射线摄影技术 X 线影像作为临床上不可缺少的常规诊断手段，其信息量已占各 种医学信息的首位。目前X 线成像方式可分为模拟式和数字式两大 类。传统的X 线成像方式采用模拟技术。模拟式X 线机的成像系统 包括增感屏-胶片系统、影像增强器-胶片系统，具有曝光时间短，空 间分辨率高及图像信息量大等优点。但X 线图像一旦产生，其图像 质量就不能再进一步改善；因其信息量为模拟量，不便用计算机处 理，也不便于储存和传输。数字放射技术（DR）是为适应对X 线图 像进行储存、处理、显示和传输而发展起来的。数字放射技术越来 越受到人们的重视，成为世界上公认的X 线诊断技术发展的新方向。 为实现X 线图像的数字化，一种方法是先获得模拟化的图像， 再通过数字化仪使之数字化，称为间接数字成像；还有一种方法是 直接获取数字化图像，称为直接数字成像。数字放射成像技术将随 着通信、固体物理、光电子、微电子、特别是计算机技术的发展而 迅速发展，目前最先进的数字放射成像法是核探测器，该产品和技 术已引进我国。它作为一种新型的成像方式，与传统的X 线摄影成 像不同，对传统的X 线诊断学提出了挑战，并对远程放射学系统和 远程医学的发展也具有决定性的影响。所有这些，都需要放射科医 生、临床医生、放射物理师和工程师们共同努力去探索和认识。 2.2 计算机断层扫描成像技术 计算机断层扫描成像技术（CT）是一种功能齐全的病情探测技 术，主要使用的仪器是CT 机。CT 机的工作原理是：CT 机扫描部分 主要由X 线管和不同数目的控测器组成，用来收集信息。 X 线束对 所选择的层面进行扫描，其强度因和不同密度的组织相互作用而产 生相应的吸收和衰减。探测器将收集到X 线信号转变为电信号，经 模/数转换器转换成数字，输入计算机储存和处理，从而得到该层面 各单位容积的CT 值，并排列成数字矩阵。这些数字可储存于硬磁盘、 软磁盘和磁带中，也可用打印机印用。数字矩阵经数/模转换器在监 视器上转为图像，即为该层的横断图像。图像可用多幅照相机摄于 胶片上，供读片、存档和会诊用。 CT 图像由某一定数目的由黑到白不同灰度的小方块组成，每一 方格为图像的最小单位称为像素位容积和像素。CT 值是以数值来说 明组织影像密度的高低，但不是绝对值。而是以水为标准，其他组 织与水比较的相对值。一般X 线照片的黑片对比度是固定的，但CT 机监视器的黑白即灰度可以通过调节窗位和窗宽而改变。同一层面 的图像数据，通过调节窗位和窗宽，便可分别得到适于显示脑组织 与骨质的两种密度图像。使用窄窗宽，有利于发现与邻近正常组织 密度差别小的病灶。 CT 胶片图像质量受多环节、多因素的影响，机器本身性能、临 床医生的初诊水平、扫描技术、及最终成像等方面都对CT 胶片图像 质量有影响 2.3、MRI图像获取 磁共振成像（MRI）是利用原子核在磁场内共振所产生信号经重 建成像的一种成像技术。核磁共振是一种核物理现象。1973 年后， 核磁共振不仅用于物理学和化学，也应用于临床医学领域。 MRI 的成像系统包括MR 信号