數字圖像處理技術在醫學領域的應用

郭寬

文章編號：2095-6835（2016）13-0106-01

摘 要：醫學影像技術涉及到了諸多領域的新興技術，是多種前沿科技融合而成的產物，也是進行醫學研究以及臨床階段的醫學實驗所必需的一種手段。主要對計算機圖像處理技術在實際醫療中的使用情況，以及使用計算機技術來幫助醫生對患者進行治療的實際狀況進行了闡述。

關鍵詞：圖像處理技術；計算機技術；醫學圖像；計算機輔助診斷

中圖分類號：R319 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.13.106

隨著科學技術的進步，多學科交叉和融合成為現代科學發展和進步的突出特色和重要途徑。醫學影像技術作為醫學研究和臨床醫學的重要技術，綜合了計算機科學、生物醫學、物理學等方面許多新技術，成為近20年醫學技術中發展最快的技術之一。通過應用計算機圖像處理技術輔助醫學診斷與治療，在很大程度上提高了診療質量，其已成為當今的熱點研究之一。

1 計算機技術在臨床醫學中的應用

1.1 計算機輔助診斷

Ledley在1966年首次提出“計算機輔助診斷”的概念，經過多年的發展之后形成了現在的計量醫學。而將CAD技術應用于醫療診斷之中需遵循以下流程：臨床取得計算機影像資料—在電腦上進行數據庫比對和數據分析—就此情況給出相應反饋。之前的專家系統絕大多數情況下都會使用概率統計的方法來得出結論，但隨著計算機技術的不斷發展，越來越多的前沿科技被引入專家系統中，使專家系統成為眼下最為常用的輔助診斷系統。CAD技術的應用是目前醫學影像診斷這門學科的主要研究方向之一，由于其計算計量的精確度相當高，可以多次重復使用，沒有工作時間限制等特點，目前已經被應用于肺結節性病變、乳腺癌等疾病的早期診斷中。這樣，不僅可以在疾病早期及時發現并且確診，還在很大程度上提升了診斷的準確度，將診斷階段出現問題的概率降到最低，使臨床醫療的診斷變得更加精準。

1.2 計算機輔助外科手術

計算機輔助外科手術（Computer Aided Surgery，CAS）是將現代化的數字影像技術應用到外科手術過程中的產物。首先運用相關設備取得患者傷病處的二維數字影像，而后使用計算機解析這組影像，模擬手術過程，從而幫助醫生在手術之前進一步確定手術方案，有助于預防在手術中可能出現的突發情況。使用圖像技術對原始二維影像進行進一步處理可以取得品質更高的圖像，有助于醫生對患者病情細節的確認。這在很大程度上提升了臨床手術的安全性。

1.3 虛擬內窺鏡技術

虛擬內窺鏡技術是將虛擬現實技術（Virtual Reality，VR）應用到臨床醫學領域的一種手段。虛擬內窺鏡（Virtual Endoscope，VE）是利用CT或者超聲波技術來獲取人體內部的二維影像的，而后使用計算機技術還原為三維的立體影像。這樣可以無差別地在計算機上模擬患者體內的實際情況，從而獲取類似于內窺鏡但遠遠要比內窺鏡安全、精確的效果。這種方法使病人不再承受內窺鏡設備所帶來的種種不適，而且還在很大程度上拓寬了醫療檢查范圍。醫生可以運用這項技術深入檢查原先無法使用內窺鏡技術檢查的部位，因此，這項技術在臨床醫療方面有著十分廣闊的發展前景和十足的潛力。

2 醫學圖像技術的應用研究

2.1 醫學圖像技術的種類

在臨床醫學中，所用到的影像資料種類繁多，有處于靜態組織的結構影像，還有人體內部的動態圖像和功能性影像。依照成像方法的不同，可以將圖像分為多個種類，而使用不同的成像則可以檢查出病人不同位置的病變。因此，依照臨床醫學應用的實際情況，可以將醫學圖像技術分為兩大類，即結構影像技術和功能影像技術。結構影像技術主要用于獲取人體內部待解剖組織的內部結構成像。這一技術的應用可以使醫生非常方便且直觀地觀察到患者體內的實際情況。而功能影像技術則是將圖像作為信息的載體，通過圖像的變化來反映患者體內某些器官的運作情況。由于某些疾病屬于早期，單純從組織結構上看并沒有任何變化，但如果運用功能影像技術則可以在第一時間發現患者體內存在的病變，并及時治療。

醫學圖像的最終目的就是為醫生提供更為直觀的圖像，借此來幫助醫生準確地對患者進行診斷。在這一過程中，怎樣在前置設備既定的情況下進一步提高圖像的質量，以便醫生從圖像中獲取更多有用的信息，仍是一個需要去研究的問題。除此之外，由于所有患者的身體情況均不相同的，我們無法建立一個既定的數據模型，因此，怎樣在實際條件較為復雜的情況下更好地應用這一技術是從業人員需要思考的問題。

2.2 醫學圖像的處理技術

2.2.1 圖像分割技術

在對獲得的醫學圖像進行二次處理的過程中，圖像分割是將特定的病變組織進行分割之后再進行三維模型重構非常關鍵的一個環節。圖像分割可以將獲取的圖像根據其包含信息的重要程度劃分為諸多不同的區域，而后根據其重要性尋找。這一技術被廣泛應用于部分組織產生病變的疾病診斷中。

2.2.2 醫學圖像配準

在對獲得的醫學圖像進行二次處理的過程當中，往往要綜合多種成像的數據資料，以求得到最為全面的數據信息。而想要做到這一點，首要的步驟就是將從多種角度獲得的圖像與患者體內實際的空間區域進行對照。這一步被稱為“圖像配準”。圖像配準是進行圖像融合操作之前的必要操作。最近幾年，這一技術也成為了熱門研究項目之一。

2.2.3 醫學圖像融合

每一種影像設備都可以提供不同角度的信息。結構影像在絕大多數情況下被用于獲取組織或者器官的內部結構圖， 而功能圖像則可以展現組織器官的新陳代謝狀況，將多個角度的圖像相互融合并加以處理，就可以得到具有較高參考價值的結合了生理活動情況以及器官組織結構圖的信息圖像，這有助于醫生獲得更加全面和詳細的醫療信息。

3 結束語

本文對計算機圖像技術在臨床醫學方面和現代醫學研究方面的實際情況進行了分析，并對其未來的發展前景與發展潛力進行了展望，著重對圖像處理技術在醫學影像研究方面的作用進行了分析。隨著信息技術在醫學影像中應用范圍的不斷拓寬，借助這一手段全面提高臨床醫學的手術成功率和診斷水準，將會是未來一段時間內臨床醫學界最熱門的研究方向之一。

參考文獻

[1]袁超，趙彤，敖育健，等.生物顯微鏡數字圖像白平衡的影響因素研究[J].醫療衛生裝備，2015，36（5）：95-97.

[2]黃驥斌，曾婷婷，郭曼英，等.CellaVision DM96自動化數字圖像分析系統進行白細胞分類的臨床應用[J].檢驗醫學，2012，27（4）：299-303.

〔編輯：劉曉芳〕