大專醫學影像技術論文

　　醫學影像是指為了醫療或醫學研究，對人體或人體某部分，以非侵入方式取得內部組織影像的技術與處理過程。下面是小編精心推薦的一些，希望你能有所感觸!

　　篇一

　　談醫學影像的融合

　　科技 的進步帶動了 現代 醫學的 發展 ， 計算 機技術的廣泛 應用 ，又進一步推動了影像醫學向前邁進。各類檢查儀器的效能不斷地提高，功能不斷地完善，並且隨著影象存檔和傳輸系統***PACS***的應用，更建立了影象資訊儲存及傳輸的新的模式。而醫學影像的融合，作為影象後處理技術的完善和更新，將會成為影像學領域新的 研究 熱點，同時也將是醫學影像學新的發展方向。所謂醫學影像的融合，就是影像資訊的融合，是資訊融合技術在醫學影像學領域的應用;即利用 計算機技術，將各種影像學檢查所得到的影象資訊進行數字化綜合處理，將多源資料協同應用，進行空間配準後，產生一種全新的資訊影像，以獲得研究物件的一致性描述，同時融合了各種檢查的優勢，從而達到計算機輔助診斷的目的[1，2]。本文將從醫學影像融合的必要性、可行性、關鍵技術、 臨床價值及應用前景5個方面進行探討。

　　1 醫學影像融合的必要性

　　1.1 影像的融合是技術更新的需要 隨著計算機技術在醫學影像學中的廣泛應用，新技術逐漸替代了傳統技術，影象存檔和PACS的應用及遠端醫療的實施，標誌著在影象資訊的儲存及傳輸等技術上已經建立了新的模式。而影象後處理技術也必須同步發展，在原有的基礎上不斷地提高和創新，才能更好更全面地發揮影像學的優勢。影像的融合將會是後處理技術的全面更新。

　　1.2 影像的融合彌補了單項檢查成像的不足 目前 ，影像學檢查手段從B超、傳統X線到DSA、CR、CT、MRI、PET、SPECT等，可謂豐富多彩，各項檢查都有自身的特點和優勢，但在成像中又都存在著缺陷，有一定的侷限性。例如：CT檢查的解析度很高，但對於密度非常接近的 組織的分辨有困難，同時容易產生骨性偽影，特別是顱後窩的檢查， 影響 診斷的準確性;MRI檢查雖然對軟組織有超強的顯示能力，但卻對骨質病變及鈣化病灶顯示差;如果能將同一部位的兩種成像融合在一起，將會全面地反映正常的組織結構和異常改變，從而彌補了其中任何一種單項檢查成像的不足。

　　1.3 影像的融合是臨床的需要 影像診斷最終服務於臨床 治療 ;先進的檢查手段，清晰的影象，有助於提高診斷的準確性，而融合了各種檢查優勢的全新的影像將會使診斷更加明確，能夠更好地輔助臨床診治疾病。

　　2 醫學影像融合的可行性

　　2.1 影像學各項檢查存在著共性和互補性為影像的融合奠定了基礎 儘管每項檢查都有不同的檢查方式、成像原理及成像特徵，但它們具有共同的形態學基礎，都是通過影像來反映正常組織器官的形態、結構和生理功能，以及病變的解剖、病理和代謝的改變。而且，各項檢查自身的缺陷和成像中的不足，都能夠在其他檢查中得到彌補和完善。例如：傳統X線、CT檢查可以彌補對骨質成像的不足;MRI檢查可以彌補對軟組織和脊髓成像的不足;PET、SPECT檢查則可以彌補功能測定的不足。

　　2.2 醫學影像的數字化技術的應用為影像的融合提供了 方法 和手段 現在，數字化技術已充分應用於影像的採集、儲存、後處理、傳輸、再現等重要的技術環節。在首要環節即影像的採集中，應用了多種技術手段，包括：***1***同步採集數字資訊，實時處理;***2***同步採集模擬訊號，經模數轉換裝置轉換成數字訊號;***3***通過影像掃描器和數碼相機等手段，對某些傳統檢查如普通X線的膠片進行數字轉換等;將所採集的普通影像轉換成數字影像，並以資料檔案的形式進行儲存、傳輸，為進一步實施影像融合提供了先決條件。

　　3 醫學影像融合的關鍵技術

　　資訊融合在醫學影象研究上的作用一般是通過協同效應來描述的，影像融合的實施就是實現醫學影象的協同;影象資料轉換、影象資料相關、影象資料庫和影象資料理解是融合的關鍵技術。***1***影象資料轉換是對來自不同採集裝置的影象資訊的格式轉換、三維方位調整、尺度變換等，以確保多源影象的像/體素表達同樣大小的實際空間區域，確保多源影象對組織臟器在空間描述上的一致性。它是影像融合的基本。***2***影像融合首先要實現相關影象的對位，也就是點到點的一一對應。而影象解析度越高，影象細節越多，實現對位就越困難。因而，在進行高解析度影象***如CT影象和MRI影象***的對位時，目前藉助於外標記。***3***建立影象資料庫用以完成典型病例、典型影象資料的存檔和 管理以及資訊的提取。它是融合的資料支援。***4***資料理解在於綜合處理和應用各種成像裝置所得資訊，以獲得新的有助於臨床診斷的資訊[1]。

　　影象融合的方法主要有4種：***1***界標配對：界標作為兩種影象相對應的融合點且決定融合的一些引數，它被廣泛應用於放射治療和立體外 科學 [3];***2***表面相合***SFIT***法：SFIT法又稱頭和帽法。其原理：所有融合影像上可識別的同一解剖結構表面之間的均數平方根***RMS***距離最小，其中，可用手工或半自動的邊緣探測規則從每種影像的一系列圖片得到的器官外部輪廓就是表面;頭代表從較高解析度影像中獲得的表面模型;帽子代表從較低解析度影像中獲得表面的一系列獨立的點[4];***3***空間力矩配對：協調中心點和主軸***PAX***，使PAX慣性力距最小，融合時包括計算偏心和旋轉以協調PAX和比例[5];***4***交叉相關法：此法基點是兩種影像的相關係數值最大***接近***。主要用於同一種顯像方式影像的融合[6]。以上4種融合方法可分為兩大類：***1***前瞻性融合法：在顯像採集時使用特別措施***如協調器具，外部標誌等***;***2***回溯性融合法：在顯像採集時不採取特別措施。

　　近年來，有學者從另外的角度將融合技術歸納為單模融合、多模融合和模板融合[2]。***1***單模融合：是指將同一種影像學的影象融合，多用於治療前後的對比、疾病的隨訪觀察、疾病不同狀態的對比、運動偽影和裝置固有偽影的校準等方面;***2***多模融合：是指將不同影像技術的影象進行融合，包括形態和功能成像兩大類，多模影象融合主要是將這兩類成像方法獲得的影象進行融合，其意義在於克服功能成像空間解析度和組織對比解析度低的缺點，發揚形態學成像方法各種解析度高、定位準確的優勢，最大限度地挖掘影像學資訊，直接進行不同成像方法之間的比較，多用於神經外科定位手術、制定治療 計劃等方面;***3***模板融合：是指將患者的影象與模板***解剖或生理圖譜等***影象融合，這種方式也適用於不同患者的影象融合，主要用於正常結構的 統計測量、不同患者同一類病變的比較、監測生長髮育和衰老程序等方面。

　　4 醫學影像融合的 臨床價值

　　利用 計算 機技術對獲取的影像資訊進行處理，並將其成果 應用 於臨床已成為 現代 醫學影像學 發展 的主要方向。通過影像的融合，將多項檢查成像進行綜合 分析 、處理，再現出全新的、高質量的影像，對於臨床的價值主要體現在3個方面：***1*** 對影像診斷的幫助：融合後的影像能夠清晰地顯示檢查部位的解剖結構及毗鄰關係，有助於影像診斷醫生全面瞭解和熟悉正常 組織、器官的形態學特徵;通過採用區域放大、勾畫病變輪廓、增添病變區偽彩色等手段，能夠增加病變與正常組織的差異，突出顯示病灶，有助於診斷醫生及時發現病變，尤其是早期不明顯的病變和微小病變，避免漏診;在影像中集中體現出病灶在各項檢查中的典型特徵，有助於診斷醫生做出更加明確的定性診斷，特別在疑難疾病的鑑別診斷中，作用更為顯著[7]。***2*** 對手術 治療 的幫助：在影像的融合中，採用了影象重建和三維立體定向技術，充分顯示出複雜結構的完整形態和病灶的空間位置，同時清楚地顯示出病變與周圍正常組織的關係;對於臨床制定手術方案、實施手術以及術後觀察起了重要作用[8]。***3*** 對科研的幫助：影像的融合集中了多項檢查的特徵，同時體現瞭解剖結構，病理特徵，以及形態和功能的改變，並對影像資訊做出定性、定量分析，為臨床進一步 研究 疾病提供了較為完整的影像學資料。

　　5 醫學影像融合的應用前景

　　目前 ，影象融合主要應用於體層成像。隨融合技術的不斷髮展，其在非體層成像 方法 中的應用逐漸增多。已有研究將血管內超聲與二維X線血管造影影象進行融合，認為融合影象能克服超聲顯示冠狀動脈形態的侷限性、準確重建出血管的解剖結構、反映血管的真實彎曲[9]。

　　以醫學成像技術為基礎，結合影像診斷、影像導航、介入治療和外科等學科所形成的 計算機輔助 科學 是計算機在醫學應用新的發展方向。影象融合技術有助於計算機輔助科學的成熟，特別是三維影象融合的研究與開發。

　　隨著PACS在 醫院 逐漸推廣應用，為多種影像學技術的綜合應用提供了廣闊空間，加速了影象融合的發展。有人利用影象融合建立自動識別警告系統，校正PACS進行影象儲存及歸檔的錯誤[10]。

　　遠端醫學是 網路 時代 產物，是實現醫學資源全球共享的方式。影象融合在遠端醫學中有廣闊的應用前景。如進行遠端手術，將多模影象融合成多引數、模擬人體模型，配準到術中真實器官上，可有效指導制定遠端手術 計劃，有助於順利實施手術[11]。

　　綜上所述，醫學影像的融合是利用計算機技術將多項檢查成像的特徵融合在一起，重新成像;影像融合既保留了原有的後處理技術，又增添了新的 內容 ;它是資訊融合技術、數字化技術、計算機技術等多項技術的綜合和在醫學影像學應用的深入和擴充套件。醫學影像的融合將會帶動醫學影像技術的又一次更新，並將是影像醫學新的發展方向。

　　【 參考 文獻 】

　　1 康曉東.計算機在醫療方面的最新應用.北京： 電子 工業 出版社，1999，46-70.

　　2 Hill DL.Medical image registration.Phys Med Biol，2001，46：R1-R45.

　　3 Liehn JC，Loboguerrero A，Perault C，et al.Superimposition of computed tomography and single photon emission tomography immunoscintigraphic images in the pelvis：validation in patients with colorectal or ovarian carcinoma recurrence.Eur J Nucl Med，1992，19：186-194.

　　4 Turkington TG，Jaszczak RJ，Pelizzari CA，et al.Accuracy of registration of PET，SPECT，and MR images of a brain phantom.J Nucl Med，1993，34：1587-1594.

　　5 Alpert NM，Bradshaw JF，Kennedy D，et al. The principal axis transformation：a method for image registration.J Nucl Med，1990，31：1717-1722.

　　6 Bacharach SL，Douglas MA，Carson RE，et al.Three-dimensional registration of cardiac positrom emission tomography attenuation scans.J Nucl Med，1993，34：311-321.

　　7 丁裡，朱之莊，武紹遠，等.標準化神經影像融合技術及臨床應用研究. 中國 醫學影像技術，2000，16***2***：88.

　　8 汪家旺，羅立民，舒華忠，等.CT、MRI影象融合技術臨床應用研究.中華放射學雜誌，2001，35：604.

　　9 Cothren RM，Shekhar R，Tuzcu EM，et al.Three-dimensional reconstruction of the coronary artery wall by image fusion of intravascular ultrasound and bi-plane angiography.Int J Card Imaging，2000，16：69.

　　10 Morishita J，Katsuragawa S，Kondo K，et al.An automated patient recognition method based on an image-matching technique using previous chest radiographs in the picture archiving and communication system environment.Med Phys，2001，28：1093.

　　11 Schlag PM，Moesta KT，Rakovsky S，et al.Telemedicine：the new must for surgery.Arch Surg，1999，134：1216.

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