前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇医学影像技术的应用范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
1.1理想造影剂材料种类:理想造影剂分两大类,一类为原子序数高的物质,例如钡、碘制剂等,称为阳性造影剂;另一类为原子序数低、密度小的物质,例如氧气、空气、二氧化碳等称为阴性造影剂。其中X线用造影剂:水溶性有机碘类对比剂,按在溶液中是否分解为离子,又分为离子对比剂和非离子对比剂;按渗透压分高渗透对比剂、低渗透对比剂和等渗透对比剂。MRI用对比剂:静脉内使用的细胞外钆类对比剂、锰类对比剂等。
1.2理想造影剂应该具备的条件:
(1)原子序数高,与人体组织对比度高,显影清晰。
(2)没有毒性、刺激性,副作用要小。
(3)理化性稳定,能久储不变质。
(4)容易吸收与排泄,不在体内储存。
1.3现代医学成像检查技术在泌尿系统中有以下几种基本分类方法:
(1)普通X线成像:测量穿过人体组织、器官后和X线强度。
(2)磁共振成像:测量人体组织中同类元素原子核的磁共振信号。
(3)超声波成像:测量人体组织、器官对超声的反射波或透射波。
(4)核素成像:测量放射性药物在体内放射出的r射线。
(5)光学成像:直接利用光学及电视技术,观察人体器官的形态。
(6)红外、微波成像:测量体表的红外信号的体内的微波辐射信号。
1.4医学影像检查成像对泌尿系统病变常用检查方法检查前的准备在泌尿系统X线检查前,除急诊外,病员都应该作好下列准备工作:(a)禁食和禁水摄片前六小时禁食。如作静脉造影,术前应该禁止饮水十二小时,夏季等按具体情况而定。(b)清除肠道内粪便和积气。
(1)传统X线腹部泌尿系平片检查和造影检查检查应该包括肾脏、输尿管和膀胱及尿道,常规取仰卧前后位投影,侧位片不作常规,有时用于结石或其它阴影的鉴别。临床适应症常用于尿道狭窄、畸形、憩窒、瘘管、肿瘤及前列腺肥大等。临床禁忌症是尿道急性炎症及外伤出血的病人。尿路造影检查包括排泄性尿路造影、逆行尿路造影。(A)排泄性尿路造影:也称静脉肾盂造影,是当前我们二级甲等医院最广泛采用的一种造影检查方法,造影前需要碘过敏试验和临床医生护士常规操作准备好后,先行腹部平片检查,下腹部用压迫带,通过不同方式在静脉内注射造影剂后根据患者情况而用不同时间间隔摄取双肾实质和肾盏、肾盂的显影图像,得到满意影像后去除压迫带,摄取泌尿系统的肾脏、输尿管和膀胱及尿道全程图像。(a)临床适应症肾脏及输尿管疾患如结石、结核、肿瘤、肾盂积水及先天性畸形等。(b)临床禁忌症对碘过敏者;严重的心血管疾病;肝功能不佳;甲亢及高热急性传染病和泌尿系炎症;肾功能不良等。(B)逆行尿路造影是通过膀胱镜,将输尿管导管经膀胱输尿管口插入肾盂,由输尿管导管注入造影剂,使肾盂、肾盏充盈,同时一部份造影剂回流充盈输尿管和膀胱。临床适应症主要是检查肾盂、肾盏和输尿管的病症。临床禁忌症尿道狭窄或尿道急性炎症;严重膀胱疾患;严重血尿和肾脏、输尿管急性炎症;严重心血管疾病及其它全身性疾病等。
(2)X线、B超穿刺肾盂造影和膀胱造影检查包括:(a)X线穿刺肾盂造影检查又称顺行性肾盂肾盏造影。肾盂积水的患者,经常规的静脉肾盂造影或逆行尿路造影,不能得出明确诊断时,可考虑采用穿刺肾盂造影来明确诊断。又可以常规B超腹部扫描仪检查定位,采取府卧位穿剌肾盂造影检查。(b)在常规X线或B超扫描仪检查下腹部盆腔部,取常规仰卧,定位穿剌膀胱造影检查。系将碘化钠或气体注入膀胱内,以显示膀胱的形态、大小与邻近器官的关系。临床适应症膀胱肿瘤、憩室、结石、炎症或先天畸形;前列腺肥大,前列腺肿瘤,输尿管囊肿等。临床禁忌症膀胱大出血,尿道严重狭窄,尿道和膀胱有急性损伤等。
(3)肾血管数字减影血管造影检查包括腹主动脉造影、选择性肾动脉造影及间接法肾静脉造影。(a)临床检查方法:通常采用经股动脉穿刺插管技术,腹主动脉造影时将导管未端置于肾动脉开口稍上方,快速注入含碘对比剂并连续摄片;选择性肾动脉造影及间接法肾静脉造影时将导管选择性插入肾动脉快速注入含碘对比剂并分别在动脉时相及静脉时相连续摄片。(b)临床适应症主要用于检查肾血管性病变,是诊断怪胎动脉病变的金标准,用于显示肾静脉病变以及肾脏恶性肿瘤化疗栓塞术前了解肿瘤血供情况。
(4)多排螺旋CT诊断检查多排螺旋CT泌尿系成像检查是泌尿系统影像学检查中最主要也是最常用最有效的方法。利用增强后定位片采集方式,于延时的定位片上做出相当于常规泌尿系造影的显示。包括平扫、增强扫描、肾血管CT血管造影、CT尿路造影和CT灌注成像。CT成像与传统X线摄影相比,具有以下特点:(a)具有较高的X线利用率。(b)能显示人体某一体层平面上的器官或组织的生理和解剖结构。(c)能分辨人体内器官或组织密度细小的变化。CT扫描适应范围:(a)颅内疾病如脑外伤、出血、梗塞、肿瘤、感染、变性和先天性畸形等的诊断m时也可诊断某些脊椎、椎间盘和椎管内疾病。(b)对眼耳鼻喉疾病如眼眶、鼻窦、鼻咽、喉部、中内耳疾病等诊断很有帮助。(c)检查胸部可早期发现肺癌及肺-胸膜和纵隔的原发和转移瘤,但需在胸部平片和体层摄影基础上有目的地进行。(d)与B超结合检查腹部和盆腔疾病。
(1)多排螺旋CT扫描技术:根据检查需要确定扫描范围,全泌尿系统扫描范围自肾上极至膀胱及尿道。常用平扫和静脉团注含碘对比剂的增强扫描。多排螺旋CT平扫是泌尿系统CT检查最常见使用的技术,可显示病变的形态、密度、位置、多平面重组和曲面重组图像能清楚显示病变与邻近结构的关系。CT平扫对泌尿系统X线阳性结石最敏感。对少数泌尿系统X线阴性结石不能检出,所以单纯的平扫检查对病变与范围、数目和性质判断有一定局限性,必需要借助造影剂增强检查。
(2)多排螺旋CT多时相增强扫描技术:在静脉团注含碘造影剂后30S、2RAIN、和5RAIN分别行双肾区扫描,可以获肾皮质期、肾实质期和排泄期增强图像;15至30MIN后行全泌尿系统扫描,能获得延迟期增强扫描图像。排泄期主要用于观察双侧肾盂、肾盏和输尿管及膀胱尿道的形态结构大小收缩排泄功能。能进一步确定多排螺旋CT平扫所显示的病变数目和范围,显示诊断大多数泌尿系统疾病(如先天性发育异常,肿瘤和肿瘤样病变、炎症、外伤、肾坏死、肾小管扩张、移植肾脏的评估、尿路梗阻性病变等),并有助于对病变进行鉴别诊断,尤其是对临床血尿病因的确定很有帮助意义。但对于肾功能受损者应慎用大剂量碘造影剂进行多排螺旋CT多时相增强扫描,而且多时相增强扫描的扫描范围更大,覆盖范围接近生殖腺器管很近的区域,必须特别注意降低X射线照射的剂量。
(3)多排螺旋CT特殊检查技术1.包括肾血管CTA:静脉内团注含碘对比剂后分别在肾动脉、肾静脉期行肾区薄层扫描获得各向同性的溶积数据,应用最大密度投影、容积再现、MRICTP显示肾功能动脉和肾静脉影像,主要用于无创伤性诊断肾动脉病变(如肾动脉狭窄和肾动脉瘤等),肾静脉病变以及肾脏恶性肿瘤经化疗栓塞术前了解肿瘤血供情况。
(4)多排螺旋CT灌注成像:其理论基础为核医学的放射性示踪剂稀释原理和中心容积定律,静脉内团注含碘对比剂行同层动态扫描,获得时间一密度曲线,该曲线反映了对比剂在器官中浓度的变化,间接反映器官的灌注量,计算血流量、血容量、平均通过时间、对比剂达峰值时间、表面通透性等参数,主要用于肾脏肿瘤的分级、分期和缺血性肾病的肾功能评估。CT肾脏灌注成像能对积水肾肾皮质髓质的各灌注参数值与单光子发射计算机断层扫描测定的肾小球滤过率有良好的相关性。
(5)MRI诊断检查:MRI是泌尿系统CT和超声检查的重要补充方法,常有助于病变的进一步定性诊断。包括平扫、增强扫描、核磁共振血管造影、MR尿路造影和MRI灌注成像。MRI具有以下影像特点:(a)以射频脉冲作为成像的能量源,而不使用电离辐射,因而对人体安全、无创。(b)图像对脑和软组织分辨力极佳,能清楚地显示脑灰质、脑白质、肌肉、肌腱、脂肪等软组织以及软骨结构,解剖结构和病变形态显示清楚、逼真。(c)多方位成像,能对被检查部位进行轴、冠、矢状位以及任何倾斜方位的层面成像且不必变动病人,便于再现体内解剖结构和病变的空间位置和相互关系。(d)多参数成像,通过分别获取T1加权像、T2加权像、质子密度加权像以及T2*W1、重T1WI、重T2WI,在影像上取得组织之间、组织与病变之间在T1、T2、T2*和PD上的信号对比,对显示解剖结构和病变敏感;5.除了能进行形态学研究外,还能进行功能、组织化学和生物化学方面的研究。MRI临床应用:MRI是利用生物磁自旋原理,收集磁共振信号重建图像的新一代成像技术,可使某些CT扫描不能显示的病变成像显影,颅内疾病特别是鞍区、后颅窝和脊髓病变的显像优于CT,所以MRI临床应用:(a)直接于显示心脏大血管内腔,观察其形态和血流动力学变化,可在无创伤条件下进行。(b)骨关节和肌肉系统疾病和显像比CT清楚。(c)对纵隔、腹部和盆腔疾病有一定的诊断价值,但对肺脏和胃肠道疾病的诊断作用有限。(C)MRI优点:MRI和CT相比较,有以下优点:(a)除显示解剖形态变化外,尚可提供物理和生化方面的信息,其应用前景更加广泛。(b)软组织的分辨率比CT高,图像层次丰富。(c)可取得任意方位图像,多参数成像,定位和定性诊断比CT更准确。(d)无骨骼伪影干扰,并可直接显示心腔和大血管影像。(e)消除了X线幅射对人体的危害,且无碘剂过敏之虞。(D)MRI缺点是:(a)成像速度比CT慢、费用高。(b)骨骼和钙化病变的显像不如CT有效。(c)安装假肢、金属牙托和心脏起搏器等病人不宜行此项检查。(d)可出现幽闭恐怖征。
2结果
由上述可知医学影像学检查成像对泌尿系统常用检查手段诊断与鉴别诊断要点如下:
2.1影像学诊断中存在“同征异病和异片同病”的现象。
2.2在诊断和鉴别诊断中要注意各种影像诊断技术的优势和互补作用,密切结合患者相关的临床资料。
2.3医学影像学结果有三种情况:肯定性诊断、否定性诊断和可能性诊断。随着先进的对比剂及成像技术的不断研究和运用,合理选择上述各项影像检查技术,严格遵循正常肾功能患者和肾功能不全患者碘对比剂、钆对比剂的安全使用原则,高度关注对比剂肾病的预防和治疗,放射影像学各种检查手段将在针对泌尿系统疾病的临床诊断和实践应用中将会发挥更大的协肋作用。同时机器的维护与保养是病人安全检查的基础,合理用药是病人安全检查的先决条件,辐射防护是病人安全检查的根本,规范作业是病人安全检查的核心,只有灵活运用上述放射影像学各种检查手段才能做出正确的检查报告供临床医务工作者需要。
3讨论
关键词:肺结核;医学影像技术;诊断;效果
结核病是一种具有较强传染性的疾病[1,2],主要是由结核杆菌引发的,属于慢性病,往往会对人的健康造成严重威胁。X线胸片诊断是目前应用范围较广的诊断方式,它能对患者肺结核的病变部位做出有效诊断,但是由于照射量大,会使机体受到损伤。文章对2014年8月~2015年2月在我院使用医学影像技术进行肺结核诊断的患者分别提供X线胸片与低剂量螺旋CT两种影像技术,对比其诊断正确性,报道如下。
1 资料与方法
1.1一般资料 选取2014年8月~2015年2月在我院使用医学影像技术进行肺结核诊断的患者90例,将其随机分成两组,实验组与对照组,每组45例。实验组中,男性27例,女性18人;年龄最小24岁,最大76岁,平均(55.9±11.8)岁。对照组中,男性25例,女性20例;年龄最小26岁,最大73岁,平均(53.1±10.2)岁。本次研究的两组患者均经过痰结核菌检查、白细胞计数、特异性抗体测定等检查确诊为肺结核,并且符合中华医学会对结合病学分会在《肺结核诊断与治疗指南》[3]中关于肺结核的诊断标准。对比两组患者的年龄、性别等各项指标,P>0.05,缺少统计学差异性,可以对比。
1.2方法
1.2.1对照组 为对照组中的患者提供X线胸片检查,具体流程如下:选用西门子公司生产的,型号为MVLT1X射线仪,电压为380 V,50 Hz,500 mA,最大电阻为0.9 Ω。一般摄取患者后前位与侧位胸片。拍摄侧位胸片是为了弥补前位胸片拍摄的不足,患病一侧需要贴近胸片。拍胸片正位时,两手背置髋部,双手内旋,中心线对准第六胸椎垂直射入,必要时拍摄侧位,用来观察心脏,主动脉,降主动脉的形态结构,患病的一侧需要贴近IP板。摄影条件采用高KV摄影120 KV,500 mA深吸气末屏气曝光。在看片过程中,医生应仔细观察胸部病变部位,掌握病变分布情况,注意观察肺部异常阴影结构、形状、密度。
1.2.2实验组 为实验组中的患者提供低剂量螺旋CT检查,具体流程如下:选取东芝4排螺旋CT扫描仪,电流为400 mA,层间距为1.5 mm,层厚为1.5 mm,准直为60 mm×0.65mm。取患者仰卧位,头向上扬,胸部稍微扩张,充分将胸部暴露出来。矩阵像素规格>512×512,转速为0.3~0.8 s/r。扫描方法为深吸气屏气从肺尖扫到肺底,必要时进行局部薄层重建。对患者结核病变分布形状、区域、密度进行仔细记录,并观察肺部组织与周围血管病变情况。当成像不清晰或是遇到病灶时,以及遇到细小病灶时,进行局部薄层扫描,详细观察病灶钙化现象。对扫描结果进行总结,并有影像科医生进行双盲法诊断。
1.3观察指标 详细观察并记录两组患者的诊断符合率、误诊率、漏诊率,以及肺结核的各项病理特征检出率,包括:胸膜增厚、卫星灶、淋巴结肿大、支气管播散灶、少量胸水等指标的检出情况。
1.4统计学分析 使用计算机软件SPSS13.0对两组患者的数据资料进行统计学分析,用x±s代表其计量数据,用?字2对其计数数据进行检验,将P
2 结果
2.1对比两种不同影像技术诊断肺结核的符合率、误诊率、漏诊率 实验组中患者诊断符合率、误诊率、漏诊率均高于对照组,P
2.2对比两种不同影像技术对肺结核病理特征的检出率 实验组中患者肺结核病理特征检出率高于对照组,P
3讨论
结核病具有较强的传染性[4],患有结核病的人群免疫力通常较低,并且结核杆菌会使患者身体多处器官受累,最常见被累及的器官为肺部,由于服用药物周期时间较长,所以患者容易产生不良反应。鉴于此,如何利用影像医学技术提高肺结核的正确诊断率、减少照射量显得十分重要。现如今,诊断肺结核的方式有很多,包括胸部病理活检、痰液培养、纤维支气管镜等方式,但是受到经济与操作性的制约,难以推广。X线胸片是传统肺结核诊断技术,具有价格便宜、适用范围广等优势,但是容易造成误诊、漏诊现象。从本次研究结果中可以看出,实验组中患者的诊断符合率为95.5%,对照组中患者的诊断符合率为80%,实验组高于对照组,P
综上所述,在肺结核的临床诊断中,低剂量螺旋CT诊断能有效避免X线胸片对肺部组织的遮挡、以及分辨率低的问题,并且能有效提高临床诊断正确性,可以在临床推广使用。
参考文献:
[1]刘国利.低剂量螺旋CT与X线在肺结核诊断中的应用价值分析[J].中国卫生产业,2013,10(35):96-97.
[2]裴向滨.低剂量螺旋CT和X线胸片对肺结核的诊断价值分析[J]. 中国处方药,2015(9):101-102.
[3]夏鞣.低剂量螺旋CT在肺结核临床诊断中的应用分析[J].中国保健营养旬刊,2014,24(2).
[4]朱星星,谭立南,冯再辉.96例低剂量螺旋CT在肺结核诊断中的应用价值[J].中外健康文摘,2013(3):69-70.
【关键词】 临床医学 科学技术 计算机图像处理技术
当前随着科学技术的不断完善,科学技术对各行各业所带来的改变也是有目共睹的,。因此,我们可以看到在临床医学当中,仅仅依靠以往的图像处理技术是难以跟上时代的。[1]为此,将临床医学与计算机技术相融合,多学科的交叉可以促进计算机图像处理技术的发展。并且,借助计算机图像处理技术就可以有效地提高临床治疗的质量与安全,提高利用计算机图像处理技术进行诊断的准确性。为临床医学进行治疗提供了十分重要的参考。
一、医学图像技术研究
1.1医学图像处理技术
现代的医学图像处理技术是将计算机图像处理技术应用到临床医学当中,但是有别于以往的传统医学图像,现代的医学技术可以更加有效地确保各种病理信息的真实与客观,这是十分重要的。随着近几年在当前的医学图像处理过程中,医学的图像处理技术是需要相应的标准对图像进行分割的,在临床医学当中由于患者的病理特征不同,因此在对患者的病理部位进行图像分析的时候根据治疗的需要,是需要对图像进行分割的。根据处理对象的角度,对处理对象的整体进行分割,分割为感兴趣的区域以及其他区域,针对于某一区域的信息进行完善。因此现代的医学图像处理技术不是简单的处理,而是可以构建起一定的神经网络和统计学模型,借助这些来实施图像的分割。
此外,随着图像处理技术在医学当中广泛使用,需要多种模式的数据加以配合,为了获得全面有效地医疗信息,在临床医学的计算机图像处理技术当中图像的配准是对临床医学的研究有着十分重要的作用的。因为在临床医学当中对图像的处理往往是需要进入融合的阶段,而图像的配准则可以让图像的融合减少消耗的时间,可以做到准确和迅速的融合以便帮助临床医学进行判断。可以看到,图像的配准可以为图像融合技术起到了十分重要的预处理技术。
二、计算机图像处理技术在临床医学当中的应用
临床医学当中一些特殊的医学领域是需要借助计算机处理技术来进行的,通过照相机以及摄像机对图像进行拍,在现阶段的医学领域当中计算机图像处理技术可以更加广泛地得到运用。除此之外,计算机可以为使用者带来更多的便利。计算机技术为图像拍摄提供了更为专业的镜头,这种镜头在使用过程当中可以进入人体口腔的各个部位,并且可以全角度的获取图像,因此在口腔内科当中得到广泛的应用。不同的医学应用所需要的摄像头也是有所不同的,在临床医学当中需要专门配置一套可以插入根管内部的微型摄像头。这些摄像头可以在使用当中针对于患者的情况进行适当的移动从而观察到患者患病部位的详细情况。在未来的一段时间计算机技术在临床医学当中的应用会越来越广泛。新型的技术虽然可以在短时间内对医疗工作人员的工作效率带来实际上的改进,但是相对而言,医疗人员的工作素质与工作能力都需要与计算机技术相匹配,也就是医疗工作人员需要了解到计算机图像处理技术的使用方法,才能够灵活使用计算机图像处理技术。计算机图像处理技术还需要建立起相应的数据处理库,这是为了让数据资料可以保留下来,对典型的案例进行分析和总结,找出有效的方法以便于遇到相似的案例进行解决。图像软件的使用是需要医护人员与患者进行沟通的,计算机图像处理技术的使用也需要获得患者的同意才能进行下去。[2]
三、临床医学当中计算机图像处理技术的应用前景
在现代临床医学当中计算机技术的应用已经不是十分罕见的案例,目前出现了计算机辅助外科手术,指的是,通过现代的数字影像技术对计算机进行处理与分析,在临床诊断当中需要通过图像技术对一些原始的数据进行恢复。医生在给患者进行手术的时候通过计算机图像技术加以辅助可以极大地提高手术成功的准确率。让医生可以直观地了解到患者的病情以及病变的位置。为此在有限的空间内进行手术是可以让计算机图像技术对空间进行延伸,从而有效地增强了实施手术的准确度以及精准度。临床医学当中的计算机图像处理技术的应用是势在必行的,计算机图像处理技术提供更精准的图像定位,为临床治疗提供了重要的辅助作用。因此可以看到,临床医学当中计算机图像处理技术的应用前景是十分广阔的。
结语:文章对计算机图像处理技术与临床医学的结合进行分析,对日后的临床医学的应用提供了重要的借鉴与参考。因此可以看到,计算机图像技术在临床医学当中的应用是有着十分广阔的前景的,并对日后的临床医学的发展起到了重要的辅助作用。
参 考 文 献
我院引入项目教学法的时间也不长。具体到环境艺术设计专业,我们花了大量的精力和时间来安排和规划该专业的项目,同时对现有师资进行了大量的授课培训和辅导,通过课程-项目-任务-评审等过程,对该专业的教学方法和方式进行了全面的改革。从目前在重庆城市管理职业学院的反馈情况看,表现出如下特点:
(一)教学组织形式多样。项目教学的组织不同于一般教学法的课堂组织。作为一种科学的教学方法,项目教学法本身要求其组织形式必须是生动的、多元的。项目教学组织形式的确定往往以学生就业能力提升为核心。项目教学法在环境艺术设计专业的大力应用,直接丰富了该专业教学的组织形式。
(二)学生学习热性高涨。我们常说最好的老师是兴趣。通过项目教学法,通过一个个项目,让学生的学习兴趣得以回归。项目教学法赋予了学生表现才能、展示自我的舞台。
(三)教师的执教能力变强。再好的教育方法,也需要老师来引导和实施。师资是环境艺术设计专业“项目教学法”推行的关键。项目教学法对教师在课堂把控、课堂组织、知识讲解、项目解惑等方面提出了更高的要求。我院推出的教师下企业锻炼和年轻教师下企业挂职以及教师企业工作站等方式对提高教师项目构建能力做出了新的尝试和探索。
二、高职环境艺术设计专业应用项目教学法的注意事项
(一)选择合适的项目。项目是否适合,是项目教学法成功的关键因素之一。选择合适的项目是项目教学法是否具有价值的前提和基础。我们的教师必须深入到行业企业。通过对行业企业各岗位职能要求的认知和熟悉程度,根据工作过程化的理念,对项目进行合理的构建和安排。只有被行业应用的项目内容,才具有教学的价值。
(二)构建新颖的师生课堂关系。项目教学法对师生课堂关系提出新的要求。项目教学法要求我们的学生要提高项目处理的能力。在这个前提下。我们的教师是负责引导学生、负责解答学生的困惑。并且更多的时候是让学生带着项目,带着问题,来思考和实践。
关键词:图像;分割方法
中图分类号:TP399 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2011) 22-0000-01
Picture Partitions Technology Application Study in the Medical Science Picture Processing
Yang Jiaping
(Wuxi Teachers’ College,Wuxi 214000,China)
Abstract:Pass a picture partition technique in the medical science picture application study within processing,go deep into to comprehend various theory foundation,applied value and merit and shortcoming that partition a method and emphasize research according to transform the partition method of model partitions in the medical science picture in of application,study the merit and shortcoming of the method and put forward homologous improvement calculate way.
Keywords:Picture;Partition a method
随着多媒体技术的迅速发展,在现代医学中,医学成像技术已成为其重要分支和不可或缺的诊断、治疗及研究工具。计算机和医学图像处理技术作为这些成像技术的发展基础,带动着现代医学诊断技术产生着深刻的变革。图像分割技术是医学图像处理和分析中的关键技术之一,图像分割是指根据灰度、彩色、空间纹理、几何形状等特征把图像划分成若干个互不相交的区域,使得这些特征在同一区域内表现出一致性或相似性,而在不同区域内表现出明显的不同;从医学研究和临床应用的角度来看,图像分割的目的是对原始的二维或三维图像划分成不同性质(如灰度、纹理、形状等)的区域,从而把感兴趣的区域提取并显示出来,并使它尽可能地接近解剖结果,为临床诊疗和病理学研究提供可靠的依据,提高医生对疾病诊断的准确性。因此,最大限度地利用医学图像数据提供的有用信息,对于促进医学科学和临业的发展具有重大的意义,对辅助医生进行医学图像临床诊断具有重要的实用价值。根据图像分割的定义,人们提出了许多种图像分割的分类方法,大致可以把医学图像的分割技术分为以下几类:
一、基于区域的图像分割方法
基于区域的图像分割方法是利用同一对象区域内部的均匀性,依照共同的图像属性来划分图像区域。阈值分割技术是最常见的、并行分割方法。它是通过阈值化操作直接把图像分割成不同的区域,常用于分割对象区域与周围对象或背景区域具有显著不同灰度级的图像。阈值分割算法实现简单,对于目标灰度值相差很大的图像很有效,常被用于CT图像中皮肤、骨骼的分割。但是该算法对于目标与背景或目标之间灰度差异不明显的情况,或者目标与背景的灰度值范围有较大重叠的图像,则难以得到准确的结果,而且阈值分割算法对噪声非常敏感。
二、基于边缘检测的图像分割方法
基于边缘检测的图像分割方法通过检测相邻像素特征值的突变性来获得不同区域之间的边缘,能检测出图像存在的所有边缘。人们为边缘检测设计了各种检测算子,包括提升算子、Sobel算子、Kirsh算子等。基于边缘检测的方法定位精度比较高,但受噪声影响比基于区域的方法却要大得多,所以对于医学图像而言,仅仅利用基于边缘检测的分割技术是难以达到目的的,绝大部分边缘检测技术要与其它模型结合才能得到满意的结果。
三、基于数学形态学的分割方法
数学形态学是建立在积分几何和随机集理论基础上的一整套变换、概念和算法。基于数学形态学的分割方法利用膨胀和腐蚀两种数学形态学基本运算及其不同逻辑组合构成的开运算和闭运算对图像进行处理,然后再通过边缘强度算子就可以检测出图像的边缘。
四、基于人工神经网络模型的方法
神经网络是一种大规模的并行连接处理系统,它模拟生物,特别是人类大脑的学习过程,具有强大的自学习能力和非线性表达能力。基于神经网络的分割方法的基本思想是将图像影射为某种网络,然后把边缘己知的图像及其边缘作为先验知识对网络进行训练,直到训练过程收敛为止。
五、基于模糊集理论的分割方法
医学图像通常具有模糊和不均匀特性,图像中的区域并非总能被明确地划分。是模糊图像分割实施起来非常复杂,对于医学超声图像的分割,因为图像质量较差,所以更是难以运用模糊理论来实现。
六、基于分形理论的分割方法
分形分割方法是近年来新出现的图像分割方法。自Mandelbrot于1975年系统地提出了分形几何学的理论,它已经成为研究和处理具有复杂和不规则图形的有力工具。遗憾的是,基于纹理分析的图像分割一般分辨率比较低,分形理论的应用还是比较少的。
七、基于变形模型的分割方法
自二十世纪八十年代Kass等提出基于变形模型(Snake)的分割方法以来,对变形模型的研究和改进工作在近十几年中广泛地展开:如Mclnemey和Terzopoulos从医学图像分析的角度考察了可变形模型,Brown从配准的角度考察可变形模型,Audete则纯粹从算法的角度考察配准中的可变形模型,Montagnat则对可变形表面模型的数学描述以及拓扑结构的变化做了详尽的考察。从最近十几年的研究成果来看,变形模型已经由最初的Snake模型衍生出具有各种不同特点的变形模型,如气球模型、T-Snake模型、梯度矢量流(Gradient Vector Flow,GVF)变形模型、测地线模型、基于水平集的变形模型等等。
而主动轮廓线模型(Active Contour Model),又称蛇(Snake)模型,是一条由若干个点连接起来的能量最小化的样条,该样条同时受到内外力和图像力的引导而趋向图像的形状边缘。它的一个很突出的缺点是只能检测到图像的外在轮廓而无法检测图像的内在轮廓,而在医学图像处理中,很多医学图像需要我们分割出不同的区域,而这些区域可能是相互嵌套的,在这种情况下,必须得到图像的内在轮廓。基于Snake模型的一系列方法,使用Matlab编程实现并应用到医学图像数据库上进行测试,并提出对Snake模型的改进算法。希望提出一种新的方法,使得改进后的snake模型能够识别待检测图像的内在轮廓,从而更好的达到图像分割的目的。
参考文献: