醫學影像技術論文

醫學影像技術論文1

　　醫學影像技術是高新技術與醫學的結合，自20世紀70年代起，以CT問世為標志，伴隨計算機技術的進步，現代醫學影像學取得了突飛猛進的發展，由傳統單一普通X線加血管造影檢查形成包括超聲、放射性核素顯像、X線CT、數字減影血管造影(DSA)、MRI、普通X線檢查的數字化成像(CR和DR)以及圖像存儲和傳輸系統(PACS)多種技術組成的醫學影像學體系。醫學影像學已經由傳統的形態學檢查發展成為組織、器官代謝和功能診斷手段，醫學影像學技術已經由既往"輔助檢查手段"轉變為現代醫學最重要的臨床診斷和鑒別診斷方法，使多種疾病的診斷更準確、及時。由于介入醫學的興起，醫學影像學已經集診斷和治療為一體，成為與外科手術、內科化學藥物治療并列的現代醫學第3大治療手段。目前，醫學影像學科是現代化醫院的支柱之一，影像學設備的價值占醫院固定資產50%以上，醫學影像學為臨床醫學的主要研究手段和推動現代醫學不斷發展的動力。

　　醫學影像學是高新技術與醫學的結合點，21世紀醫學影像學發展首先依賴于以計算機為主導的高新技術的進步。由于計算機的性能以幾何級數升級，必將帶動多種醫學影像學設備向小型化、專門化、高分辨率和超快速化方向發展，醫學影像學檢查亦將由大體水平逐漸深入至細胞、受體、分子和基因水平。近年來，美、歐、日等發達國家和地區在醫療影像診斷產業加強戰略布局，旨在帶動多種醫學影像設備向小型化、專門化、高分辨率和快速化方向發展。目前，數字醫療影像技術的發展主要有如下幾大趨勢：

　　現代醫學影像設備的發展將由最開始的形態學分析發展到攜帶有人體生理機能的綜合分析。通過發展新的工具、試劑及方法，探查疾病發展過程中細胞和分子水平的異常。這將會為探索疾病的發生、發展和轉歸，評價藥物的療效以及分子水平治療開啟嶄新的天地。同時，由于造影劑是影像診斷檢查和介入治療時所必需的藥品，未來針對特定基因表達、特定代謝過程、特殊生理功能的多種新型造影劑也將逐步問世。

　　1小型化和網絡化

　　新技術的發展使醫學影像設備向床邊診斷轉變，小型、簡便的床邊化儀器將越來越多地投入應用，這將對重癥監護、家庭醫療、預防保健等提供快速、準確、可靠的信息，提高醫生對病人診斷的及時性和針對性。同時，數字化成像將安全取代傳統的非數字圖像，醫院內部所有醫學影像學設備將聯網，在線大容量數字化圖像存儲得到普及，由于寬頻帶網絡的應用，醫學影像學圖像的遠程傳輸更快捷，圖像更清楚，使遠程放射學達到普及和實用階段。網絡化也將加快成像過程、縮短診斷時間，有利于圖像的保存和傳輸。影像學科醫生不必到醫院上班，在家或出差的旅途中即可完成醫療工作任務。醫院內部完全取消借、還片工作，臨床科室醫生在門診、病房或手術室、監護室直接經網絡調閱影像學圖像，應用計算機仿真技術設計外科手術方案、并直接在手術過程中引導手術入路、揭示手術切除范圍。通過影像網絡化實現現代醫學影像學的基本理念，達到人力資源、物質資源和智力資源的高度統一和共享。

　　2多態融合技術使診斷、治療一體化

　　在新世紀，將有多種新型造影劑問世(包括組織、器官特異性造影劑，特定基因表達、特定代謝過程、特殊生理功能造影劑)，其毒副作用更小、對比增強效果更佳、診斷的特異性更強。此外，醫學影像學技術直接應用于藥物研制，并用于監測療效，可促進新藥的開發進程。

　　醫學圖像所提供的信息可分為解剖結構圖像(如：CT、MRI、B超等)和功能圖像(如：SPECT、PET等)。由于成像原理不同所造成圖像信息的局限性，使得單獨使用某一類圖像的效果并不理想。因此，通過研制新的圖像融合設備和新的影像處理方法，將成為計算機手術仿真或治療計劃中的重要方向。同時，包含兩種以上影像學技術的新型醫學影像學設備(如：CT與X線血管造影機)將更受歡迎，診斷與治療一體化將使多種疾病的診斷更及時、準確，治療效果更佳。

　　3 3D打印輔助醫學影像

　　3D技術應用于醫學，讓手術更快更精準。吉大二院最新引進了三維高清光學腹腔鏡系統，吉大二院胸外科主任佟倜說："你在三維的層面下看非常自然，跟直視下手術是一樣的，他提高了手眼配合度，我們平時都是看電視做手術，你解剖的東西都很清晰的話，我們看鏡子做手術，操作就相對容易。" 3D腹腔鏡可放大圖像4～10倍，遠遠高于之前的設備，立體的顯示效果，也讓他得心應手，以前工具深入人體內檢查，總需要試探，但現在一步到位，非常精準，并且每臺手術會節約1/3的時間，如此一來大大提高了手術效率。

　　隨著3D打印技術與醫學影像建模、仿真技術的不斷結合，3D打印技術在醫療衛生行業領域展現出廣泛的應用前景。通過將X線、CT機及MRI獲得的DICOM數據轉換成三維打印機的數據，快速準確制成醫療模型，在進行復雜手術前通過醫療模型模擬手術，使得醫生能夠充分做好手術前的規劃和方案設計，提高手術成功率。目前，重慶大坪醫院肺外科開展了世界首例3DCT引導電視胸腔鏡下肺毛玻璃樣變切除術，實際效果表明，將3D打印技術應用于手術現場明顯提高了手術的準確度。

醫學影像技術論文2

　　摘要：隨著現代化醫學影像技術的快速性發展, 在醫學影像技術應用中, 已經實現了現代化圖像處理技術整合, 通過現代化圖像處理技術的應用有效的實現了醫學影像發展技術的創新性應用, 保障了現代醫學影像技術應用中的計算機應用技術能力提升。鑒于此, 本文針對現代醫學影像技術中計算機圖像處理技術的應用進行了專門的分析, 希望通過本文的分析能夠為現代醫學發展中的影像技術應用提供技術發展支持, 以便于在技術應用支持下, 實現技術發展的創新性轉變。

　　關鍵詞：醫學影像; 計算機; 圖像處理技術; 應用研究;

　　在現代化醫學發展中, 由于科學技術的發展和融入, 使得很多的醫學技術在處理過程中, 需要借助影像進行患者的病情分析, 比如CT影像以及X射片影像處理等, 這些影像處理需要借助計算機圖像處理技術進行專門的影像還原分析, 將影像中表現的病變位置在計算機圖像處理技術的應用下, 實現圖像的高清化處理, 進而為患者的治療提供參考性建議。本文通過對現代醫學影像技術中計算機圖像處理技術的應用研究, 能夠在研究過程中, 找到適合醫學影像和計算機圖像處理技術結合的關鍵點, 這對于提升醫學影像圖片處理能力而言, 具有重要性研究意義。

　　1 醫學影像技術常用的計算機圖像處理技術

　　醫學影像技術是現代化醫學發展中, 經常運用到的一項技術, 在該技術的應用下, 注重的是對應用中的圖像成像分析, 通過對圖像成像分析, 進而找到適合診斷患者的治療方式。就目前我國醫學發展現狀來看, 很多醫學在患者的治療過程中, 都已經實現了患者治療中的醫學影像技術應用。比如, CT片、X射線拍攝已經彩超和B超的處理等, 都需要借助在醫學影像技術上進行應用, 通過醫學影像技術的應用能夠實現患者病變部位的清晰化成像反饋, 但是要想做到患者診斷的醫學影像成像技術清晰化反饋, 就應該注重對影像技術應用的自身性因素管理控制, 通過管理控制, 從而實現醫學影像技術發展的效率提升和呈像清晰度提升。這種情況下, 計算機圖像處理技術中的PS技術、MAYA技術以及一些其他的計算機圖像處理技術在醫學影像發展中的應用也就越來越廣泛。

　　2 計算機圖像處理技術在醫學影像技術中的應用

　　2.1 圖像去噪

　　醫學影像在傳輸過程中, 一直受到聲音噪點干擾, 這種情況下, 就會造成傳輸的影像圖片出現了明顯的噪點, 影像診治醫生對患者病情的判斷, 因此, 在這種情況下, 需要運用計算機圖像處理技術進行醫學影像技術應用的噪點處理, 通過對醫學影像技術應用中的圖像技術處理, 能夠實現影像自身的噪點下降, 并且保障了影像噪點的處理, 能夠滿足基本的影像應用需求。所以在現實影像技術的處理中, 為了保障影像處理效果, 所以需要對影像處理中的噪點清除, 通過對電子元件的干擾分析, 明確在醫學影像應用中, 其噪點出現的根源, 按照其根源進行影像處理實施, 保障在影像處理根源的實施中, 能夠實現圖像的高清化成像。例如, 通過均值濾波、中值濾波等多種形式, 將醫學影像中的噪點清除。

　　2.2 圖像增強

　　圖像增強是現代醫學影像技術發展中, 較為常見的一種圖像處理技術, 在該圖像處理技術的應用中, 注重的是對圖像的清晰度以及圖像的分辨率提升。按照現代醫學影像技術應用的要求, 在現實圖像的處理中, 需要對醫學影像自身呈現的圖像進行還原, 只有還原醫學影像本身, 相關的患者診斷病癥, 才能夠在醫學影像中, 及時的被分析出來。所以在這種情況下, 很多學者在進行醫學影像處理中, 需要將影像自身的色彩以及影響自身的飽和度和其他一些與影像相關的因素, 全部的排除好, 這樣才能保障最終的影像應用效果, 實現醫學影像應用和現代化醫療技術發展的雙向性整合, 同時在現代化醫學影像技術的應用和發展中, 由于圖像增強技術的應用和實施, 能夠保障醫學影像技術在發展中, 能夠借助計算機圖像處理技術, 將其應用中的圖像顯示效果增強, 保障最終的應用效果。

　　2.3 圖像分割

　　圖像分割是現代化醫學影像技術發展中經常運用到的一種技術, 在該技術的應用下, 注重的是對技術應用中的圖像分割處理, 確保在圖像分割處理中, 能夠實現計算機處理技術應用的圖像差異化處理, 保障了在現實醫學影像技術應用中, 能夠通過分割將醫學影像技術應用中的圖像進行分解, 同時在圖像分解過程中, 還能夠運用計算機圖像處理技術, 將醫學影像技術應用中對于患者診斷的區域性診斷因素進行詳細的分析和總結, 便于醫生在針對患者的診斷中, 能夠將分割圖像作為診斷技術處理的依據進行分析和應用, 實現了患者治療中的影像技術應用需求, 滿足了患者治療的影像條件應用需求。

　　3 結語

　　綜上所述, 在現代化科學技術發展應用下, 我國的計算機圖像處理技術發展已經相當成熟, 作為醫學診斷中常用的技術之一, 醫學影像技術在整個醫學患者臨床診斷中, 占據著重要的位置, 要想保障醫學臨床診斷效果的準確性, 就應該注重對臨床醫學影像研究中的影像處理技術進行專門的分析, 確保在臨床影像技術的應用處理中, 能夠實現影像技術應用的效率性提升。通過本文的研究將現代醫學影像技術中計算機圖像處理技術應用研究歸納為以下幾點:

　　(1) 圖像去噪;

　　(2) 圖像增強;

　　(3) 圖像分割。

　　只有處理好以上幾點技術應用, 才能夠實現現代醫學影像技術應用的快速性提升。

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醫學影像技術論文3

　　【摘 要】隨著科學技術的進步,醫學影像技術在醫療領域中的地位將更為重要。本文談了醫學影像技術發展史,總結了近年來取得的新進展。

　　【關鍵詞】醫學影像技術

　　醫學影像技術主要是應用工程學的概念及方法,并基于工程學原理發展起來的一種技術,其實醫學影像技術還是醫學物理的重要組成部分,它是用物理學的概念和方法及物理原理發展起來的先進技術手段。醫學影像信息包括傳統X線、CT、MRI、超聲、同位素、電子內窺鏡和手術攝影等影像信息。它們是窺測人體內部各組織,臟器的形態,功能及診斷疾病的重要方法。隨著醫療衛生事業的發展,以膠片為主要方式的顯示、存儲、傳遞X-ray攝像技術已不能滿足臨床診斷和治療發展的需求,醫療設備的數字化要求日益強烈,全數字化放射學、圖像導引和遠程放射醫學將是放射醫學影像發展的必然趨勢。

　　1 傳統攝影技術在摸索中進行

　　1.1 計算機X線攝影

　　X射線是發展最早的圖像裝置。它在醫學上的應用使醫生能觀察到人體內部結構,這為醫生進行疾病診斷提供了重要的信息。在1895年后的幾十年中,X射線攝影技術有不少的發展,包括使用影像增強管、增感屏、旋轉陽極X射線管及斷層攝影等。但是,由于這種常規X射線成像技術是將三維人體結構顯示在二維平面上,加之其對軟組織的診斷能力差,使整個成像系統的性能受到限制。從50年代開始,醫學成像技術進入一個革命性的發展時期,新的成像系統相繼出現。70年代早期,由于計算機斷層技術的出現使飛速發展的醫學成像技術達到了一個高峰。到整個80年代,除了X射線以外,超聲、磁共振、單光子、正電子等的斷層成像技術和系統大量出現。這些方法各有所長,互相補充,能為醫生做出確切診斷,提供愈來愈詳細和精確的信息。在醫院全部圖像中X射線圖像占80%,是目前醫院圖像的主要來源。在本世紀50年代以前,X射線機的結構簡單,圖像分辨率也較低。在50年代以后, 分辨率與清晰度得到了改善,而病人受照射劑量卻減小了。時至今日,各種專用X射線機不斷出現,X光電視設備正在逐步代替常規的X射線透視設備,它既減輕了醫務人員的勞動強度,降低了病人的X線劑量;又為數字圖像處理技術的應用創造了條件。隨著計算機的發展數字成像技術越來越廣泛地代替傳統的屏片攝影現階段,用于數字攝影的探測系統有以下幾種: (1)存儲熒光體增感屏[計算機X射線攝影系統(computer Radiography.CR)]。

　　(2)硒鼓探測器。(3)以電荷耦合技術(charge Coupled Derices.CCD)為基礎的探測器 。(4)平板探測器(Flat panel Detector)a:直接轉換(非晶體硒)b:非直接轉換(閃爍晶體)。這些系統實現了自動化、遙控化和明室化,減少了操作者的輻射損傷。

　　1.2 X-CT

　　CT的問世被公認為倫琴發現X射線以來的重大突破,因為他標志了醫學影像設備與計算機相結合的里程碑。這種技術有兩種模式,一種是所謂“先到斷層成像”(FAT),另一種模式是“光子遷移成像”(PMI)。

　　1.3 磁共振成像

　　核磁共振成像,現稱為磁共振成像。它無放射線損害,無骨性偽影,能多方面、多參數成像,有高度的軟組織分辨能力,不需使用對比劑即可顯示血管結構等獨特的優點。

　　1.4 數字減影血管造影

　　它是利用計算機系統將造影部位注射造影劑的透視影像轉換成數字形式貯存于記憶盤中,稱作蒙片。然后將注入造影劑后的造影區的透視影像也轉換成數字,并減去蒙片的數字,將剩余數字再轉換成圖像,即成為除去了注射造影劑前透視圖像上所見的骨骼和軟組織影像,剩下的只是清晰的純血管造影像。

　　2 數字化攝影技術

　　數字X射線攝影的成像技術包括成像板技術、平行板檢測技術和采用電荷耦合器或CMOS器件以及線掃描等技術。成像板技術是代替傳統的膠片增感屏來照相,然后記錄于膠片的一種方法。平行板檢測技術又可分為直接和間接兩種結構類型。直接FPT結構主要是由非品硒和薄膜半導體陣列構成的平板檢測器。間接FPT結構主要是由閃爍體或熒光體層加具有光電二極管作用的非品硅層在加TFT陣列構成的平板檢測器。電荷耦合器或CMOS器件以及線掃描等技術結構上包括可見光轉換屏,光學系統和CCD或CMOS。

　　3 成像的快捷閱讀

　　由于成像方法的改進,除了在成像質量方面有明顯提高外,圖像數量也急劇增加。例如隨著多層CT的問世,每次CT檢查的圖像可多達千幅以上,因此,無法想象用傳統方法能讀取這些圖像中蘊含的動態信息。這時在顯示器上進行的“軟閱讀”正在逐漸顯示出其無可比擬的優越性。軟拷貝閱讀是指在工作站圖像顯示屏上觀察影像,就X線攝影而言這種閱讀方式能充分利用數字影像大得多的動態范圍,獲取豐富的診斷信息。

　　4 PACS的廣闊發展空間

　　隨著計算機和網絡技術的飛速發展,現有醫學影像設備延續了幾十年的數據采集和成像方式,已經遠遠無法滿足現代醫學的發展和臨床醫生的需求。PACS系統應運而生。PACS系統是圖像的存儲、傳輸和通訊系統,主要應用于醫學影像圖像和病人信息的實時采集、處理、存儲、傳輸,并且可以與醫院的醫院信息管理系統放射信息管理系統等系統相連,實現整個醫院的無膠片化、無紙化和資源共享,還可以利用網絡技術實現遠程會診,或國際間的信息交流。PACS系統的產生標志著網絡影像學和無膠片時代的到來。完整的PACS系統應包含影像采集系統,數據的存儲、管理,數據傳輸系統,影像的分析和處理系統。數據采集系統是整個PACS系統的核心,是決定系統質量的關鍵部分,可將各種不同成像系統生成的圖象采入計算機網絡。由于醫學圖像的數據量非常大,數據存儲方法的選擇至關重要。光盤塔、磁帶庫、磁盤陳列等都是目前較好的存儲方法。數據傳輸主要用于院內的急救、會診,還有可以通過互聯網、微波等技術,以數據的遠距離傳輸,實現遠程診斷。影像的分析和處理系統是臨床醫生、放射科醫生直接使用的工具,它的功能和質量對于醫生利用臨床影像資源的效率起了決定作用。綜上所述,PACS技術可分為三個階段,(1)用戶查找數據庫;(2)數據查找設備;(3)圖像信息與文本信息主動尋找用戶。

　　5 技術----分子影像

　　隨著醫學影像技術的飛速發展,在今天已具有顯微分辨能力,其可視范圍已擴展至細胞、分子水平,從而改變了傳統醫學影像學只能顯示解剖學及病理學改變的形態顯像能力。由于與分子生物學等基礎學科相互交叉融合,奠定了分子影像學的物質基礎。Weissleder氏于1999年提出了分子影像學的概念:活體狀態下在細胞及分子水平應用影像學對生物過程進行定性和定量研究。

　　分子成像的出現,為新的醫學影像時代到來帶來曙光�；�因表達、治療則為徹底治愈某些疾病提供可能,因此目前全世界都在致力于研究、開創分子影像與基因治療,這就是21世紀的影像學。 新的醫學影像的觀察要超出目前的解剖學、病理學概念,要深入到組織的分子、原子中去。其關鍵是借助神奇的探針--即分子探針。到目前為止,分子影像學的成像技術主要包括MRI、核醫學及光學成像技術。一些有識之士認為;由于診治兼備的介入放射學已深入至分子生物學的層面,因此,分子影像學應包括分子水平的介入放射學研究。

　　6 學科的交叉結合

　　交叉學科、邊緣學科是當今科學發展的趨勢。影像技術學最鄰近的學科應為影像診斷學。前者致力于解決信息的獲取、存儲、傳輸、管理及研發新的技術方法;后者則將信息與知識、經驗結合,著重于信息的內容,根據影像做出正常解剖結構的辨認及病變的診斷。兩者相輔相成,互為依托。所以,影像技術學的發展離不開影像診斷學更密切地溝通與結合將為提高、拓展原有成像方式及開辟新的成像方式做出有益的貢獻。醫用影像診斷裝置用于詳細地觀察人體內部各器官的結構,找出病灶的位置毫克大小,有的還可以進行器

　　官功能的判斷 。還有醫用影像診斷裝備情況,已成了衡量醫院現代化水平的標志。

　　7 淺談醫學影像技術的下一個熱點

　　醫療保健事業在經濟上的窘迫使得90年代以來,成為一個沒有大規模推廣一種新的影像技術的、相對沉寂的時期,延續了一些現有影像技術的發展,使得他們中至今還沒有一種影像技術能對影像學產生巨大的影響。隨著科技的發展,最近逐漸發展起來的一批有希望的影像技術。如:磁共振譜(MRS),正電子發射成像(PET)單光子發射成像(SPECT),阻抗成像(EIT)和光學成像(OCT或NRI)。他們有可能很快成為大規模應用的影像技術,將為腦、肺、乳房及其他部位的成像提供新的信息。

　　7.1 磁源成像

　　人體體內細胞膜內外的離子運動可形成生物電流。這種生物電流可產生磁現象,檢測心臟或腦的生物電流產生的磁場可以得到心磁圖或腦磁圖。這類磁現象可反映出電子活動發生的深度,攜帶有人體組織和器官的大量信息。

　　7.2 PET和SPECT

　　單光子發射成像(SPECT)和正電子成像(PET)是核醫學的兩種CT技術。由于它們都是接受病人體內發射的射線成像,故統稱為發射型計算機斷層成像(ECT)。ECT依據核醫學的放射性示蹤原理進行體內診斷,要在人體中使用放射性核素。ECT存在的主要問題是空間分辨率低。最近的技術發展可能促進推廣ECT的應用。

　　7.3 阻抗成像(EIT)

　　EIT是通過對人體加電壓,測量在電極間流動的電流,得到組織電導率變化的圖像。 目的在于形成對體內某點阻抗的估計。這種技術的優點是,所采用的電流對人體是無害的,因而對成像對象無任何限制。這種技術的時間分辨率很好,因而可連續監測實際的應用,已實現以視頻幀速的醫用EIT的實驗樣機。

　　7.4 光學成像(OTC或NIR)

　　近期的一些實質性的進展表明,光學成像有可能在最近幾年內發展成為一種能真正用于臨床的影像設備。它的優點是:光波長的輻射是非離子化的,因而對人體是無傷害的,可重復曝光;它們可區分那些在光波長下具有不同吸收與散射,但不能由其它技術識別的軟組織;天然色團所特有的吸收使得能夠獲得功能信息。它正在開辟它的臨床領域。

　　7.5 MRS

　　MRS是一種無創研究人體組織生理化的極有用的工具。它所得到的生化信息可與人體組織代謝相關聯,并表明它正常組織的方式有差別。目前MRS還沒有常規用于臨床,但已有大量技術正在進行正式適用。

　　上述的幾個先進的技術,究竟哪一個能成為醫學影像技術的熱點,我們認為應要有最大效益、安全和經濟是最為重要的。在逝去的20世紀,醫學影像技術經歷了從孕育、成長到發展的過程,回顧過去可以斷言它在防治人類疾病及延長平均壽命方面是功不可沒的。在一切“以人類為本”的21世紀中,人們將繼續用醫學影像技術來為人們的健康服務。