圖像數(shù)字化在醫(yī)學(xué)影像學(xué)中的運(yùn)用

文/高欣張建莉茹小光李明李建忠

圖像數(shù)字化在醫(yī)學(xué)影像學(xué)中的運(yùn)用

文/高欣1張建莉1茹小光1李明2李建忠2

計(jì)算機(jī)技術(shù)在優(yōu)化的過程中逐漸滲透到了各行各業(yè)，促進(jìn)了不同行業(yè)的迅速發(fā)展。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)運(yùn)用中，通過計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化的運(yùn)用，可以促進(jìn)醫(yī)學(xué)行業(yè)技術(shù)的全面提升，實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域事業(yè)的創(chuàng)新性發(fā)展，從而為醫(yī)學(xué)影像學(xué)計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化的運(yùn)用提供穩(wěn)定性的技術(shù)支持。

計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化 醫(yī)學(xué)影像學(xué) 技術(shù)運(yùn)用

伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新，信息技術(shù)以及分子生物學(xué)技術(shù)呈現(xiàn)出高速發(fā)展的運(yùn)行理念，并在計(jì)算機(jī)輔助放射成像技術(shù)運(yùn)用的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)生物學(xué)技術(shù)的全面發(fā)展。通過對計(jì)算機(jī)輔助放射技術(shù)的研究，可以實(shí)現(xiàn)分子生物學(xué)以及現(xiàn)代生物學(xué)中影像學(xué)產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定結(jié)合，構(gòu)建經(jīng)典醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，并在臨床診斷及技術(shù)運(yùn)用的基礎(chǔ)上，進(jìn)行試驗(yàn)的有效探究。而且，在當(dāng)前社會(huì)科學(xué)技術(shù)不斷提升的背景下，計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化與醫(yī)學(xué)影像學(xué)之間呈現(xiàn)出穩(wěn)定性的發(fā)展變化。通過圖像的數(shù)字化處理，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)信息資源的儲(chǔ)存，處境格式的優(yōu)化及參考資料的提升，從而為計(jì)算機(jī)圖像與醫(yī)學(xué)影像的運(yùn)用提供穩(wěn)定支持，實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)影像學(xué)的全面發(fā)展。

1 計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化與醫(yī)學(xué)影像的關(guān)系分析

對于計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化處理技術(shù)而言，是在計(jì)算機(jī)圖像處理結(jié)束之后進(jìn)行的數(shù)字化處理，在這種數(shù)字化資源運(yùn)用的過程中，可以將計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行儲(chǔ)存及后期處理。通常情況下，在圖像數(shù)字化資源過程分析的過程中，基本的過程會(huì)分為采樣及量化兩個(gè)最基本的步驟，其中采樣的是指就是需要通過多個(gè)點(diǎn)的描述進(jìn)行圖像的繪制，而采樣的結(jié)果也就是通常所說的圖像分辨率。而量化主要是在圖像采樣之后，通過不同點(diǎn)的使用，可以運(yùn)用大范圍的數(shù)據(jù)值進(jìn)行內(nèi)容的表示，該范圍包含了顏色總數(shù)、量化結(jié)果以及圖像，通過對這些元素的有效運(yùn)用可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)顏色的容納等。

對于最初的影像資料而言，其獲取患者的資料都是模擬信號(hào)圖像，并將x線系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，患者的影像資料以及模擬信號(hào)中的表現(xiàn)形式會(huì)在膠片中進(jìn)行展示，但是，在這種圖片圖像調(diào)節(jié)的過程中，應(yīng)該對影像圖像進(jìn)行模擬分析，對于圖像中不可調(diào)節(jié)的資料進(jìn)行后續(xù)處理，由于與計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)中的儲(chǔ)存空間相對較大，患者影像資料在長期儲(chǔ)存的過程中存在難度較大的問題，這些問題的出現(xiàn)都會(huì)在某種程度上對影像資料的儲(chǔ)存造成制約。

2 計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化在醫(yī)學(xué)影像運(yùn)用中的問題分析

2.1 計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化中原始數(shù)據(jù)的問題分析

對于計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化的技術(shù)形式而言，

當(dāng)其運(yùn)用在影像學(xué)之中時(shí)，雖然其技術(shù)內(nèi)容會(huì)提高醫(yī)學(xué)影像的數(shù)字處理水平，但是，在數(shù)字圖像顯示率較高的狀態(tài)下，計(jì)算機(jī)圖像中的數(shù)據(jù)分析也就會(huì)呈現(xiàn)出復(fù)雜、信息量大的問題。這種原始數(shù)據(jù)處理技術(shù)的存在也就在某種程度上為計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化處理技術(shù)的運(yùn)用造成了一定的制約。

2.2 計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化處理技術(shù)較難控制

在計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化技術(shù)處理的過程中，由于圖像數(shù)字化處理中的技術(shù)涉及范圍的廣泛性，在資源控制中面臨著較難的局面，這種控制較難的問題也就成為醫(yī)學(xué)影像技術(shù)運(yùn)用中出現(xiàn)的較難問題之一。對于計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化處理技術(shù)而言，其設(shè)計(jì)的范圍相對較廣，而且一些數(shù)據(jù)資源在運(yùn)用的過程中存在難以控制的問題，主要是由于計(jì)算機(jī)圖像處理中，會(huì)涉及到很多專業(yè)知識(shí)及技術(shù)內(nèi)容，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)在某種程度上為計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化的處理產(chǎn)生了一定的負(fù)面影響。

3 計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化及其在醫(yī)學(xué)影像學(xué)中的運(yùn)用

3.1 醫(yī)學(xué)數(shù)字成像技術(shù)

CR數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了多年，其技術(shù)成為較為熟悉的數(shù)字化x線成像技術(shù)，其具體的項(xiàng)目優(yōu)勢可以體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3.1.1 成像板的技術(shù)改進(jìn)。

IP板在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中主要會(huì)采用新感線材料形式，在現(xiàn)階段針狀結(jié)構(gòu)的熒線物質(zhì)作為基礎(chǔ)，使熒線散射的現(xiàn)象在某種程度上呈現(xiàn)出降低的現(xiàn)象，逐漸提升了稅力度以及細(xì)節(jié)項(xiàng)目的分辨能力，使圖像的整體質(zhì)量得到了明顯的改善。隨著技術(shù)的優(yōu)化及發(fā)展，一些廠家通過技術(shù)的研究及優(yōu)化，推出了雙面讀出IP的技術(shù)形式，并采用透明基板進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的掃描及分析，通過這一技術(shù)的運(yùn)用，可以使NEQ提高30%-40%，通過技術(shù)和的不斷優(yōu)化，IP板也逐漸發(fā)展到第七代柔性IP影像板。

3.1.2 掃描方式的技術(shù)改進(jìn)

對于CR技術(shù)而言，在運(yùn)用的過程中通常會(huì)采用飛點(diǎn)掃描的技術(shù)方法，通過對點(diǎn)狀激光IP板的信息分析，實(shí)現(xiàn)圖像的重建及掃描處理，但是，在改技術(shù)運(yùn)用的過程中，由于掃描速度以及圖像空間分辨率不足問題的出現(xiàn)，會(huì)為CR技術(shù)的發(fā)展造成一定的制約，因此，在技術(shù)優(yōu)化的過程中，為了有效解決這一問題的限制，線掃描技術(shù)就得到了廣泛性的運(yùn)用。同時(shí)，在每次讀出圖像信息的過程中，會(huì)提升信息掃描的整體時(shí)間，并在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)圖像質(zhì)量的穩(wěn)定提升。

3.1.3 后處理軟件加強(qiáng)技術(shù)及改進(jìn)

由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及處理方式的改進(jìn)，不同廠家在軟件分析的過程中提出了不同的技術(shù)優(yōu)化形式，同時(shí)也推出了多種軟件設(shè)計(jì)形式。在組織均衡軟件處理的過程中，其軟件可以通過對不同部位自動(dòng)幅度的分析，進(jìn)行圖像資源的優(yōu)化處理，在自動(dòng)消除原曝光圖像中，可以降低圖像細(xì)節(jié)損失的問題，有效提升圖像細(xì)節(jié)中的對比度，充分滿足計(jì)算機(jī)圖像結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性及穩(wěn)定性。而且，在計(jì)算機(jī)軟件處理集成固化分析的過程中，圖像卡制作方法在某種程度上有了長足性的發(fā)展，在統(tǒng)計(jì)中可以發(fā)現(xiàn)，圖像卡采樣矩陣在某種程度上可以達(dá)到4096×4096 像素，灰度的分辨率也可以達(dá)到12bit。

3.1.4 CR工作流程的發(fā)展方向

對于傳統(tǒng)CR技術(shù)而言，主要將片盒式操作以及集中圖像的讀數(shù)操作作為基礎(chǔ)，通過對DR直接的接觸，可以發(fā)現(xiàn)CR技術(shù)存在的不同。但是，由于CR技術(shù)的不斷改進(jìn)及其成本下降問題的限制，CR技術(shù)克服了很多潛在性的問題，導(dǎo)致技術(shù)得到了明確提升，并在某種程度上拉近了CR技術(shù)與DR技術(shù)之間的差異。首先，盒式IP板技術(shù)系統(tǒng)得到了優(yōu)化。在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，需要技術(shù)人員將IP板送到中央處理室進(jìn)行圖像信息的處理，由于現(xiàn)階段CR盒式讀片器的體積逐漸降低，而且運(yùn)用成本也逐漸降低，所讀取信息資源的速度不斷增加，使每個(gè)X線攝片室或是操作臺(tái)都可以安裝一個(gè)完善的讀片器資源，完善系統(tǒng)的工作流程，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化處理。其次，五盒式x線系統(tǒng)會(huì)將二次掃描接收器直接接入到攝影系統(tǒng)之中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的圖像掃描及圖像重建，這種中間與DR系統(tǒng)中圖像自動(dòng)生成技術(shù)相一致。最后，在便攜式x線機(jī)會(huì)安裝集成CR讀片器，床邊攝片后也就呈現(xiàn)出圖像的讀數(shù)，從而獲得與DR相似的功能技術(shù)。但是，在IP板技術(shù)操作的環(huán)境下，DR探測器輕薄、操作方便以及節(jié)約人力等方面會(huì)明顯低于DR系統(tǒng)。

3.2 DR技術(shù)的研究分析

3.2.1 非晶硅及非晶硅平板的成像探測技術(shù)

在非晶硅以及非晶系平板探測技術(shù)運(yùn)用的過程中，其技術(shù)探測本身發(fā)生了結(jié)構(gòu)性的改進(jìn)，而且，在目前技術(shù)研究的過程中，能夠有效減少x線散射的問題，全面提高圖像的銳利度及清晰度。在DR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及軟件技術(shù)改進(jìn)的過程中，一些系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該充分滿足市場上的雙板結(jié)構(gòu)、C形架結(jié)構(gòu)以及懸吊式x線管組件，通過這種配單端固定升降浮動(dòng)式平穿及可移動(dòng)當(dāng)班探測器的運(yùn)用，可以提供單板多用的項(xiàng)目功能，實(shí)現(xiàn)X線攝影技術(shù)的有效優(yōu)化。同時(shí)，在軟件技術(shù)設(shè)計(jì)的及運(yùn)用的過程中，通過DR影像處理以及相關(guān)軟件工程的運(yùn)用，可以均衡圖像處理功能，通過分層攝影實(shí)現(xiàn)軟件的拼接，從而為DR影像質(zhì)量及功能的優(yōu)化提供完善的支撐技術(shù)。

3.2.2 CMOS平板探測器技術(shù)

對于CMOS平板探測器而言，其熒線層在運(yùn)用的過程中可以產(chǎn)生于入射線x線束相對應(yīng)的熒線，充分保證芯片在電信號(hào)之間的穩(wěn)定轉(zhuǎn)換。并在此基礎(chǔ)上，通過轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)像素探測的合理性。同時(shí)，在平面空間分辨達(dá)到最高的狀態(tài)時(shí)，由于系統(tǒng)成像速度較慢，這會(huì)使醫(yī)療診斷圖像從曝光到完成經(jīng)過120秒，對于這種成像速度而言，其平板探測器成為發(fā)展中的瓶頸問題。

3.2.3 CCD數(shù)字成像技術(shù)

由于科學(xué)技術(shù)及信息技術(shù)的不斷創(chuàng)新及發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字測量技術(shù)會(huì)隨著材料、結(jié)構(gòu)以及圖像的處理和實(shí)現(xiàn)新技術(shù)的不斷創(chuàng)新，而且，在CCD平面數(shù)字成像技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，由于技術(shù)的創(chuàng)新，使數(shù)字成像技術(shù)呈現(xiàn)出全面的改進(jìn)。在CCD數(shù)字成像技術(shù)運(yùn)用中，可以為醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的優(yōu)化提供穩(wěn)定支持，因此，在技術(shù)優(yōu)化中，應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)創(chuàng)新內(nèi)容：

（1）通過針狀結(jié)構(gòu)的X射線運(yùn)用，可以提升爍體材料，減少X線的散射問題，并逐漸提升圖像處理中相關(guān)內(nèi)容的清晰度。

（2）在高清晰高倍光學(xué)組合鏡運(yùn)用的過程中，在某種程度上會(huì)逐漸提高成像的靈敏度及可靠性，從而為技術(shù)的優(yōu)化 提供穩(wěn)定支持。

（3）在CCD數(shù)字成像技術(shù)運(yùn)用中，通過充填系數(shù)為100%CCD芯片的運(yùn)用，可以有效縮短小像素點(diǎn)并在某種程度上增大物體的接收面積，提高空間的分辨率，使所獲得的圖像信噪比得到穩(wěn)步加強(qiáng)，從而為圖像數(shù)字測量技術(shù)的優(yōu)化提供良好依據(jù)。

對于DR成像技術(shù)而言，在運(yùn)用的過程中具有X射線劑量小、輻射低以及圖像清晰的系統(tǒng)優(yōu)勢性，在現(xiàn)階段技術(shù)優(yōu)化的過程中，DR技術(shù)得到了穩(wěn)定的拓展及優(yōu)化，并在醫(yī)學(xué)影像學(xué)中，將其運(yùn)用在了遠(yuǎn)程發(fā)射學(xué)、三維立體學(xué)以及低劑量的透視擺位技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)了多平面圖像資源的穩(wěn)步優(yōu)化。同時(shí)，在醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，DR成像機(jī)器本身的技術(shù)含量就相對較高，而且曝線條件也會(huì)呈現(xiàn)出 自動(dòng)檢測的最終目的，這一項(xiàng)目的出現(xiàn)也就對專業(yè)技術(shù)人員的要求相對較高。所以可以發(fā)現(xiàn)，該種技術(shù)在某種程度上具有較為明顯的推廣意義，但是存在的唯一不足就是價(jià)格過高，加大了醫(yī)學(xué)影像學(xué)的成本支出。

4 結(jié)束語

總而言之，在當(dāng)前醫(yī)學(xué)及科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的環(huán)境下，通過對現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的優(yōu)化，可以為整個(gè)行業(yè)的運(yùn)行提供穩(wěn)定性的技術(shù)支持，并通過計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化與醫(yī)學(xué)影像之間的技術(shù)優(yōu)化運(yùn)用，可以使醫(yī)學(xué)影像在原技術(shù)運(yùn)用的基礎(chǔ)上得到穩(wěn)步創(chuàng)新。同時(shí)，在計(jì)算機(jī)完善處理技術(shù)應(yīng)用中，也應(yīng)該在提高醫(yī)學(xué)影像發(fā)展水平，提升醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)的精準(zhǔn)性，實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)影像數(shù)字化轉(zhuǎn)換的有效性，從而為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行及醫(yī)學(xué)影像學(xué)的啊發(fā)展提供穩(wěn)定支持。

[1]趙波.計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化與醫(yī)學(xué)影像學(xué)之應(yīng)用[J].科技信息,2010(19)：75.

[2]劉楷正,劉剛戰(zhàn).計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化與醫(yī)學(xué)影像學(xué)之應(yīng)用[J]. 通訊世界,2016(08)：43.

[3]楊帆.計(jì)算機(jī)數(shù)字化技術(shù)與超聲影像醫(yī)學(xué)應(yīng)用新進(jìn)展[J].承德醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2015(06)：528-530.

[4]劉磊,JIN Chen-Lie.計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)在醫(yī)學(xué)影像學(xué)上的應(yīng)用[J].中國老年學(xué)雜志,2012(24)：5642-5643.

[5]余愛民,阜艷.數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的進(jìn)展分析[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2010(12)：38-41.

[6] 吳丹華.超聲影像及放射治療技術(shù)的臨床應(yīng)用[J].中國衛(wèi)生產(chǎn)業(yè),2012(14)：109.

[7]郭樹明.超聲影像系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)的現(xiàn)狀與需求分析[J].中國醫(yī)藥指南,2012,10(33)：389-390.

作者單位
1.長治醫(yī)學(xué)院計(jì)算機(jī)教學(xué)部 山西省長治市046000
2.長治醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部 山西省長治市046000

高欣(1977-)，女，山西省呂梁市人。碩士學(xué)位。職稱講師。現(xiàn)為山西長治醫(yī)學(xué)院計(jì)算機(jī)教學(xué)部講師。主要從事計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育工作。主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用。

●山西省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2016年度課題（項(xiàng)目編號(hào)：GH-16064）。項(xiàng)目名稱：山西省高等學(xué)校教學(xué)改革項(xiàng)目（J2015080）。