數字圖像處理在醫學影像方面的應用

張宗斌

（湖北省宜昌市第二人民醫院 湖北 宜昌 443000）

近年來，隨著計算機的普及和應用，在醫學領域中也越來越廣泛應用計算機，尤其對于醫學影像來說，由于計算機沒有CT影像，在診斷上缺乏依據，CT的好壞，分辨率高低是醫生對患者診斷的準確性，因此作為影像人員，需要掌握數字圖像的選擇和調整，以為臨床診斷提供精確的依據。

1 研究對象及方法

在本次研究過中我們挑選了8例肺癌患者，其中男性患者和女性患者各有5例。經過手術以及組織病理檢驗證實這八位患者均換有肺癌，所有患者均進行CT檢查以及PET全身影像。兩項檢查之間的間距不超過一周。其中，PET中采用的是PET儀，需要患者在檢查之前進食六小時，注射麻醉劑，一小時后平躺呼吸進行透射掃描交替進行數據采集。CT檢查所使用的是GE Lightspeed ultra spiral CT。患者屏住呼吸之后進行胸部的掃描。數據傳輸過程中，PET發射掃描和所獲得的三維容積數據文件格式為*.V，而CT檢查的數據為連續橫斷面斷層圖像數據。可以利用計算機傳入pc客戶端。對于CT圖像需要進行三維重建，可以利用三線性內插法來獲取三維容積數據。在像素轉化時也可以采用三線性內插法將兩組檢查的三維容積數據轉化為同等像素大小的三維數組，在數據轉換中可以將兩組數據轉化為八位字節的數據，經過ps軟件處理之后來獲得256個灰度級的像素灰度值，最終要進行圖像的輸出，獲得的PET和CT融合圖像，需要以容積重組技術來進行三維立體呈現。分別獲得不同斷層的融合圖像，能夠顯示在計算機屏幕上，也可形成多種文件格式進行儲存。

2 研究結果

如下圖所示是腦部XCT的影像，左圖是最初的CT圖像，成像參數值密布處于低值區域，而右圖是經過Ps軟件處理之后的CT影像。

比較兩種CT影像最終要進行圖像的輸出，獲得的PET和CT融合圖像，在具體利用ps軟件過程中的步驟如下所示：首先，在計算機界面運行ps軟件打開最初的圖片左圖像，點擊調整之后，打開曲線對話框，曲線是用途較廣的色調調整命令，能夠利用該功能來調整圖像的亮度，對比度等，在這個對話框中，紅色標代表源圖像的色調，而縱坐標代表調整之后圖像的色調，在進行曲線調整過程中，首先需要在曲線上的點單擊，并左鍵拖動即可改變曲線的形狀，當曲線向左彎曲時，表示色調變亮，反之色調變暗。點擊低值區域的某個點并拖動曲線可以看到圖像會隨著拖動范圍而發生變化，清晰度也會發生一定程度的變化。除此之外，還需要調整不同的點的調整曲線，直到最CT圖像呈現最理想化，點擊確定之后，就可以完成圖像的調整。

通過觀察，我們發現這八位肺癌患者所有的病灶能夠CT圖像上明確定位，并且影像人員可以清晰的看出病灶與周圍解剖結構的關系，將這種交互式的三維容積圖像能夠利用計算機ps軟件進行處理前，對于計算機的性能要求不高，計算效果較快，所有的操作可以在十分鐘之內完成。在醫學影響中常用的PET和CT圖像可以融合為PET圖像來提供患者的解剖信息，由于這些影像空間分辨率較低，而且單從PET圖像上很難看出患者的病灶與周圍組織結構的解剖關系。然而，通過計算機ps軟件對PET-CT圖像進行計算和處理，能夠提高影像人員對于患者診斷的準確性，具有一定的臨床價值。

3 計算機對醫學影像的重要性

從根本上來說現在醫學影像是利用電離輻射的性質以及物質相互作用規律，利用現代化技術來進行采集醫學成像的數據，遵循一定的數學方法來重建數字圖像，因而需要深入分析醫學圖像所隱藏的信息，并控制好圖像質量。然而，對于影像人員來說，僅具備醫學知識是不夠的，還需要具備有關計算機數學知識等相關理論作為保障。

我們從醫學影像的顯示器上可以準確看出每條線，每幅圖片和動態圖，然而對于計算機來說，會將這些圖像作為數據，進行可操作二進制數，不同數據分別代表了不同的生物信息，呈現給我們不同的視覺，也就是構成了不同的數字圖像。在醫院中常見的CT影像是一種體層像，首先需要通過一定的方法收集體層投影數據，然后通過數學算法比如濾波反投影法，對所收集到的數據進行分析處理，最終獲得二維數據分布，根據這些分布圖能夠轉換為灰度分布，進而能夠得到CT像。由于在二維數據中相對應的每個數據都為整數，因此，在CT圖像的灰度分布中，每一個區域代表一個灰標，也被稱為是像素，像素矩陣構成了CT像，因此CT像也屬于是一種數字圖像。

4 討論

從數字圖像的特點來看，能夠進行多種后期處理，具有較強的可操作性。首先，能夠提高圖像分辨率。由于數字圖像是由像素矩陣所構成的，單位面積內如果數字圖像的像素數較高，那么所包含的生物信息也越豐富。圖像處理軟件，比如ps，能夠幫助影像人員將一定尺寸的圖像進行像素重定，也就是利用一些算法增加像素以提高圖像的生物信息量。其次可以改變圖像的灰度值。通常人類對亮度值較低的圖像分辨能力比較弱，因而會認為這種圖像左成像的質量較差，然而隨著ps軟件的應用，能夠調整圖像的亮度，使我們能夠隨意進行圖像亮度調整，而獲得更加清晰地圖像內容。最后數字圖像能夠改變對比度。數字圖像中d的對比度是指相鄰的像素之間的灰度值差，如果像素間的灰度值差越大，則最終人對于圖像的對比度越強，便于分辨圖像內容，有效使用計算機ps軟件，可以適當提高圖像的對比度這種數字圖像處理技術不僅能夠優化圖像效果，同時還能夠實現三維圖像的圖像重建，以及定量估值進行后期處理。從醫學影像特點上來看。目前醫學影像包括以下四種，比如X射線影像，核磁共振成像，超聲波成像CT，放射性核素成像ECT。但是很多醫學影像的灰度分布，都是有人體部分參數設置來決定的。通常如果對比度較小，那么會是得相鄰的灰度差也較小，而由于人類對于圖像的灰度分辨率較低，因而只能分辨一定程度的灰階，因此，通過數字圖像處理影像成像是具有十分重要的意義的。

5 小結

利用計算機軟件，比如ps能夠對醫學影像進行有效調整，以獲得更加清楚的診斷信息。因此，作為影像人員來說，除了要具備一定的醫學知識之外，還需要掌握數字圖像處理技術，以便更好地服務于臨床治療。