放射醫(yī)學(xué)影像數(shù)字化處理與應(yīng)用之探討

鐘文美

(湖南省桃江縣人民醫(yī)院 湖南桃江 413400)

伴隨著計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的成熟，醫(yī)學(xué)影像數(shù)字化是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的必然趨勢，20世紀(jì)90年代興起的CT、MRI、DSA等影像設(shè)備可以實現(xiàn)圖像的數(shù)字傳輸，并且具備了標(biāo)準(zhǔn)DICOM接口或非標(biāo)準(zhǔn)的DICOM接口。

即使醫(yī)院的HIS或RIS系統(tǒng)日益發(fā)達(dá)，但是占據(jù)醫(yī)學(xué)影像工作量一半之上的普通放射攝影成為阻礙醫(yī)院數(shù)字化的腳步的重要因素。

我院于2003～2006年先后購置了愛克發(fā)的CR,只有1套,2006年引進(jìn)的,今年引進(jìn)了一臺飛利浦的DR。經(jīng)過7年的實踐應(yīng)用，我科室的普通放射攝影技術(shù)有了質(zhì)的飛躍和發(fā)展，從簡單的片/屏成像體系發(fā)展到擁有影像后處理功能的計算機(jī)X線成像及圖像信息數(shù)字化傳輸體系。本文從放射科數(shù)字化應(yīng)用的各個環(huán)節(jié)基本原理方面出發(fā)探討臨床應(yīng)用的優(yōu)越性。

1 CR系統(tǒng)的組成。

CR系統(tǒng)分別由影像板、影像板掃描儀、打號系統(tǒng)和預(yù)視系統(tǒng)、影像后處理工作站五部分組成。CR系統(tǒng)通過將影像投影在影像板上然后送入影像掃描儀，激光掃描儀可以讀出數(shù)據(jù)，再通過光電轉(zhuǎn)換和模/數(shù)轉(zhuǎn)換成為對應(yīng)的數(shù)字信號，經(jīng)過后處理工作站處理后，通過顯示器供醫(yī)生閱讀。

1.1 影像板

在CR系統(tǒng)中,有含有含有微量元素銪(Eu2+)的鋇氟溴化合物結(jié)晶(BaFx∶Eu2+,X=CI·Br·I)制成的影像板(IP)用來記錄影像，它代替了傳統(tǒng)的膠片。比起普通的膠片可以提高效果30%，使用次數(shù)也可以超過10000次。

1.2 影像板掃描儀

影像板掃描儀是讀出影像板所記錄影像的設(shè)備。它的技術(shù)指標(biāo)將直接影響所輸出影像的質(zhì)量。影像板掃描儀首先通過激光掃描影像板,將影像信息激發(fā)為一個個不同亮度的像素,這樣就等于將一幅平面影像變?yōu)橐粋€二維點陣。然后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換將每個像素點數(shù)字化,將二維點陣轉(zhuǎn)化為二維數(shù)字矩陣。將此二維矩陣送到后處理工作站,實施不同模式的數(shù)學(xué)運算,即可得到不同效果的影像。一般衡量影像板掃描儀的參數(shù)有5個;描述影像清晰度的指標(biāo)空間分辨率,描述影像層次的指標(biāo)灰度級;描述影像數(shù)子化轉(zhuǎn)化程度的指標(biāo)矩陣;描述處理能力的掃描速度和緩沖平臺容量。

(1)空間分辨率。影像清晰程度取決于空間分辨率。CR系統(tǒng)的空間分辨率普遍能夠達(dá)到10像素/mm(10Pixels/mm,像素矩陣:3·5×4·3k)的水平。(2)灰度級。數(shù)字圖像由白到黑的灰度級數(shù)決定了影像效果。一般來說都要求達(dá)到4096級灰階。(3)矩陣。矩陣是衡量CR系統(tǒng)后處理能力的關(guān)鍵量值。CR系統(tǒng)要將包含影像信息的像素點陣通過模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字化矩陣,才能夠?qū)ζ鋵嵤┯嬎銠C(jī)運算。所以,只有將全部像素點陣都實現(xiàn)數(shù)字化,才能夠100%的處理、再現(xiàn)全部影像信息。(4)掃描速度和緩沖平臺容量。掃描速度和緩沖平臺容量描述的是影像板掃描儀的處理能力。大型影像板掃描儀的掃描能力可以達(dá)到每小時100板。等待掃描的IP板先放在多個緩沖平臺上,由機(jī)器自動順序輸入掃描;掃描完畢的IP板也自動輸送回所在的緩沖平臺上,等待下一次使用。顯然緩沖器容量大,掃描速度快的掃描儀效率更高,更節(jié)省人力資源。

1.3 打號系統(tǒng)和預(yù)視系統(tǒng)

打號就是將與影像有關(guān)的文字信息記錄下來。電腦是CR系統(tǒng)使用的打號設(shè)備。打號系統(tǒng)不僅可以通過電腦鍵盤錄入信息,還可以通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從醫(yī)院信息庫(HIS)中調(diào)入相關(guān)信息?？梢愿鶕?jù)不同的關(guān)鍵字（投照日期、X線號、病人姓名、性別、年齡、醫(yī)院、科室名稱等到）來檢索記錄信息。另外,因為影像后處理工作站的功能強大,打號系統(tǒng)還增加了投照體位的輸入。只要技師在投照打號時輸入本次投照的體位名稱,系統(tǒng)會自動選調(diào)相應(yīng)的軟件包對影像實施處理,讓醫(yī)生直接看到完美的數(shù)字影像。技師通過預(yù)視系統(tǒng)在投照后進(jìn)行初步的影像質(zhì)量控制,查看投照的結(jié)果是否滿意,確定是否需要重拍。

2 影像的閱讀和打印

CR系統(tǒng)要跟其他的技術(shù)設(shè)備同時協(xié)調(diào)工作才能使CR系統(tǒng)的潛在的功能體現(xiàn)出來，使圖像的質(zhì)量更加優(yōu)良，CR的影像可以通過PACS網(wǎng)絡(luò)從任何一個終端輸出，要求閱讀終端和打印設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)隨著CR的原始數(shù)據(jù)輸出參數(shù)指標(biāo)提高也相應(yīng)提高，CR系統(tǒng)需要專用的高分辨率、高亮度的黑白診斷監(jiān)視器,普通的高分辨彩色顯示器是不能夠滿足要求,如果使用可能導(dǎo)致圖像顯示和診斷的不準(zhǔn)確。

3 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化

當(dāng)前正值網(wǎng)絡(luò)時代，理想的產(chǎn)品追求的是最高的使用價值與使用效率。對CR的要求也一樣，要求其能夠提供最好的影像，能夠處理更可能多的信息，并且具有更廣泛的兼容性。因為CR系統(tǒng)完全符合DICOM標(biāo)準(zhǔn)，并可以借助INTERNET與CT，MRI，DSA圖像瀏覽工作站等數(shù)字設(shè)備一起組成放射科的影像存檔及通信系統(tǒng)。

4 數(shù)字化的臨床應(yīng)用

區(qū)別于其他各類數(shù)字X線攝影(DR)，CR最出眾的地方在于，使原有的各X線機(jī)在傳統(tǒng)X線技術(shù)與現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上免遭淘汰,這是被放射科數(shù)字化臨床應(yīng)用無數(shù)的勢力所證實的。X線圖像正式通過A/D和D/A的轉(zhuǎn)換從而使得數(shù)字化成為可能。在臨床應(yīng)用中如對骨結(jié)構(gòu)、關(guān)節(jié)軟骨及軟組織的顯示和對節(jié)結(jié)性病變的檢出率以及在觀察腸管積氣、氣腹和結(jié)石等含鈣病變，CR在圖像信息的儲存和傳輸方面的優(yōu)勢完全體現(xiàn)出來。

[1]莫洪波.醫(yī)學(xué)影像數(shù)字化信息管理系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用[J].廣西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2006(S1).

[2]牛廣明,韓曉東,高陽.20世紀(jì)影像學(xué)進(jìn)展及新世紀(jì)展望[J].內(nèi)蒙古醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2001(1).