生物醫學圖像信息技術相關研究

郜璐璐

（山西醫科大學醫學影像學系，太原030000）

生物醫學圖像信息技術相關研究

郜璐璐

（山西醫科大學醫學影像學系，太原030000）

生物醫學圖像信息技術是一門計算機技術與生物醫學相結合的綜合性學科，其隸屬于醫學信息學。生物醫學圖像信息技術的研究對象為生物體，其主要根據不同光源在不同設備中所顯示的圖像差異，結合現代信息處理技術，實現對圖像信息的收集整理、分析、儲存、檢索、利用和傳播。本文主要對現代生物醫學圖像信息技術的應用領域及發展情況進行了綜述。

生物醫學；信息學；圖像處理

最近幾年來，在網絡技術及計算機技術的不斷發展下，特別是隨著數字技術在生物醫學領域中應用的日益廣泛，更是極大地促進了BII（生物醫學圖像信息學）的發展［1］。BII是一門以生物醫學圖像為信息資源，依靠計算機技術建立起的集信息采集、信息處理、信息分析、信息管理、信息傳播功能于一體的技術體系，其目標是為了滿足醫院綜合管理、診療及生物醫學研究需求。

1 生物醫學圖像信息技術概念

BII是一門計算機技術與生物醫學相結合的綜合性學科，其隸屬于醫學信息學［2］。目前，生物醫學圖像信息技術已經成為醫學領域發展最快的一門學科。生物醫學圖像信息技術，是利用網絡技術、計算機技術、數學技術，對醫學圖像進行數字化處理，其完全改變了以前的醫學圖像傳輸、存儲、顯示和采集模式［3］。從本質上來看，生物醫學圖像信息技術就是使用計算機進行圖像處理的過程，其是一個由圖像成像（人體→圖像）到圖像處理（圖像→數字圖像），再到圖像分析（數字圖像→數據），最后到圖像應用（數據→人）的過程，即“人→機→人”的過程，并通過這一過程來實現疾病診斷、治療指導、病因分析、預后判斷。生物醫學圖像信息技術是在收集、分析資料后進行診斷的方法，其利用了客觀、科學的計算機推理系統進行醫療診斷，比起傳統的經驗診斷法，該方法更為準確和客觀。

2 生物醫學圖像信息技術的應用分析

目前，生物醫學圖像信息技術主要包括生物醫學圖像傳輸、圖像管理、圖像分析、圖像處理幾方面［4］。這些技術同以前的圖像技術、醫學影像技術都有一定的聯系，其在涵蓋以往圖像技術、醫學影像技術的同時，也具有自身的特點，與傳統的圖像和醫學影像技術相比，生物醫學圖像信息技術更加強調在醫學圖像信息收集、處理等過程中應用計算機信息技術。

2.1 圖像成像

從本質上來看，生物醫學圖像成像技術（下文簡稱“圖像成像技術”）與醫學影像技術的區別并不大，僅僅是人們更習慣將其表達為醫學影像。生物醫學圖像成像技術的研究內容為：利用染色方法和光學原理，清晰地表達出機體內的相關信息，并將其轉變為可視圖像。圖像成像技術研究的圖像對象有：人體的標本攝影圖像、觀察手繪圖像、斷層圖像（如ECT、CT、B超、紅外線、X光）、臟器內窺鏡圖像、激光共聚焦顯微鏡圖像、活細胞顯微鏡圖像、熒光顯微鏡圖像、組織細胞學光學顯微鏡圖像、基因芯片、核酸、電泳等顯色信息圖像、納米原子力顯微鏡圖像、超微結構的電子顯微鏡圖像等等。

圖像成像技術主要包括2個部分：現代數字成像和傳統攝影成像。通常可采用掃描儀、內窺鏡數碼相機、采集卡、數字攝像機等進行數字圖像采集；顯微圖像采集則可應用光學顯微鏡成像設備及超微結構電子顯微鏡成像設備；特殊光源采集可應用超聲成像儀器、核磁共振成像儀器及X光成像設備。目前，各種醫學圖像技術的發展都十分迅速，特別是MRI、CT、X線、超聲圖像等技術。在醫學圖像成像技術方面，如何提高成像分辨力、成像速度、拓展成像功能，尤其是在生理功能及人體化學成分檢測方面，已經引起了相關領域的重視［5］。

2.2 圖像處理

生物醫學圖像處理技術，是指應用計算機軟硬件對醫學圖像進行數字化處理后，進行數字圖像采集、存儲、顯示、傳輸、加工等操作的技術。圖像處理是對獲取的醫學圖像進行識別、分析、解釋、分割、分類、顯示、三維重建等處理，以提取或增強特征信息。目前，醫學領域所應用的圖像處理技術種類較多，統計學知識、成像技術知識、解剖學知識、臨床知識等的圖像處理均得到了較快的發展。另外，人工神經網絡、模糊處理等技術也引起了圖像處理研究領域的廣泛重視。

2.3 圖像分析及圖像傳輸

生物醫學圖像分析技術，是指測量和標定醫學圖像中的感興趣目標，以獲取感興趣目標的客觀信息，建立相應的數據描述。通過計算測定的圖像數據，可揭示機體功能及形態，推斷損傷或疾病的性質及其與其他組織的關系，進而為臨床診斷、治療提供可靠依據。

生物醫學圖像傳輸技術，是指應用網絡技術，在互聯網上開展醫學圖像信息的查詢與檢索。通過網上傳輸圖像，在異地間進行圖像信息交流，可實現遠程診斷。同時，在院內通過PACS（數字醫學系統—醫學影像存檔與通信系統），也能在醫院內部實現醫學圖像的網絡傳遞。

3 總結

醫學圖像不僅形象、直觀，同時信息含量也十分豐富，且易于存儲和觀察，所以其在現代醫學實驗研究及臨床診斷中所占據的地位也日益重要。生物醫學圖像信息技術的應用水平也已經成為衡量現代醫院醫療設備現代化水平和診斷水平的一個重要標志，由此可見生物醫學圖像信息技術在生物醫學領域的發展前景必將十分樂觀。

［1］陳達.活動輪廓模型算法研究及其生物醫學圖像應用［D］.山東大學，2012.

［2］周海琴.生物醫學斷層圖像三維重建技術的應用研究［D］.合肥工業大學，2010.

［3］楊帆.生物醫學圖像自動拼接關鍵技術研究［D］.中南大學，2012.

［4］張書旭.多模醫學圖像引導的非小細胞肺癌放療研究新進展［J］.癌癥進展，2013，11（6）：520-524.

［5］Rahman M,Antani S,Thoma G,et al.A Learning-Based Similarity Fusion and Filtering Approach for Biomedical Image Retrieval Using SVM Classification and Relevance Feedback［J］.IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine,2011,15(4):640-646.

IT-related Biomedical Imaging Research

GAO Lu-lu
(Department of Medical Imaging,Shanxi Medical University,Taiyuan030000,China)

BiomedicalimagingITisacomputertechnologyandbiomedicalcombines comprehensive discipline,its affiliated medical informatics.Biomedical research object image as biometric information technology,the main differences between the different light sources in the image displayed in the different devices,the information processing combined with modern technology,the image information is collected,analysis,storage,retrieval,use and dissemination.This paper focuses on application areas and the development of modern information technology,biomedical images were reviewed.

Biomedical;Informatics;Image Processing

R318;Q-334

A

10.3969/j.issn.1001-0270.2014.04.01

2014-02-19