計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)在醫(yī)學(xué)影像中的進(jìn)展與應(yīng)用研究

劉澤宇 郭煒婷

伴隨著醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展，在醫(yī)學(xué)影像技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，全面借助數(shù)據(jù)完成計(jì)算機(jī)重建數(shù)字圖像具有非常重要的作用和價(jià)值，因此，在醫(yī)學(xué)研究中發(fā)揮了重要的作用。

1 醫(yī)學(xué)影像類型

目前，臨床應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)類型主要包括四類：

第一類：計(jì)算機(jī)X光斷層掃描技術(shù)，也被臨床醫(yī)學(xué)稱為CT，主要是結(jié)合人體不同組織吸收X光程度后產(chǎn)生的吸收和透過率差異進(jìn)行病變判斷，這種技術(shù)的應(yīng)用要借助有效的儀器對人體進(jìn)行集中測量[1]。

第二類：核磁共振影像技術(shù)，這是近幾年應(yīng)用非常廣泛的技術(shù)體系，主要是將人體置于較為特殊的磁場內(nèi)部，利用無線電射頻脈沖刺激人身體內(nèi)部的氫原子核，結(jié)合其吸收能量的數(shù)值，依據(jù)接收器予以收集，獲得圖像。

第三類：超聲波影像技術(shù)，主要是利用超聲波對人體組織或者是器官進(jìn)行照射，結(jié)合阻抗和衰減特性的差異形成相應(yīng)的影像，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，超聲影響逐漸向3D實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)發(fā)展[2]。

第四類：PET技術(shù)，主要是核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域較為常見，利用放射性核素標(biāo)記完成診斷和分析[3]。

2 數(shù)字圖像處理關(guān)鍵技術(shù)

2.1 圖像獲得技術(shù)

主要是指在數(shù)字圖像處理后能有效獲取相應(yīng)的圖像，并且將其轉(zhuǎn)化為適宜在計(jì)算機(jī)顯示器中顯示的格式，最終完成數(shù)字化處理。

2.2 圖像壓縮和編碼技術(shù)

借助相應(yīng)的技術(shù)要求，刪除相關(guān)冗余信息或者是無用信息以保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量的減少。應(yīng)用圖像壓縮和編碼技術(shù)時(shí)，利用小波變換編碼、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)編碼和模型基礎(chǔ)性編碼等操作提高應(yīng)用效果[4]。

2.3 圖像增強(qiáng)技術(shù)

借助增強(qiáng)圖像中的必要信息和需求信息，有效減少信息的消退問題，完善目標(biāo)區(qū)域的分類和對象的解釋工作。其中，直方圖增強(qiáng)方法、偽彩色增強(qiáng)方法等都能實(shí)現(xiàn)圖像強(qiáng)化的目的[5]。

2.4 圖像復(fù)原技術(shù)

這類技術(shù)主要是在成像系統(tǒng)受到外界影響時(shí)采取的應(yīng)急技術(shù)，較為常見的復(fù)原手段中，維納濾波操作以及同態(tài)濾波操作等應(yīng)用廣泛[6]。

2.5 圖像變換技術(shù)

主要是借助正交函數(shù)或者是正交矩陣對原始圖像進(jìn)行有效的處理，集中執(zhí)行系統(tǒng)化二維線性可逆變操作，在這種操作體系的引導(dǎo)下，就能對圖像予以多元化變動(dòng)，選取適宜操作和應(yīng)用的圖像[7]。

2.6 圖像分割技術(shù)

在醫(yī)學(xué)影像研究工作開展的過程中，對于圖像分析工作以及圖像處理工序而言，圖像分割技術(shù)至關(guān)重要[8]。將圖像按照互不相交的特性區(qū)域進(jìn)行分割處理，對需求高的興趣目標(biāo)進(jìn)行分析，提供定量分析和定性分析，也為三維技術(shù)發(fā)展提供保障和平臺(tái)[9]。

2.7 圖像測量技術(shù)

在圖像測定中，要對目標(biāo)和區(qū)域特征予以分析，從狹義層面分析，圖像測量技術(shù)要對圖像的基礎(chǔ)性幾何要素予以量測處理，保證目標(biāo)和區(qū)域幾何尺寸測定工作的完整性，從而提高分析水平[10]。

2.8 圖像識(shí)別技術(shù)

在圖像處理和分析基礎(chǔ)上，有效對圖像進(jìn)行識(shí)別分類[11]。值得一提的是，目前圖像識(shí)別技術(shù)主要采取的是人工智能管理模塊，能針對不同環(huán)境對圖像予以系統(tǒng)化分類管理和估算，借助統(tǒng)計(jì)學(xué)分類法、句法結(jié)構(gòu)識(shí)別模塊以及模糊識(shí)別技術(shù)對其進(jìn)行綜合分析和判定[12]。

2.9 圖像重建技術(shù)

在圖像管理工作結(jié)束后，要想有效應(yīng)用技術(shù)建立系統(tǒng)化處理機(jī)制，就要保證圖像重建過程的完整性，結(jié)合物體探測過程，有效獲取應(yīng)有信息和數(shù)據(jù)，從而確保圖像的處理效果符合預(yù)期[13]。需要注意的是，重建圖像的數(shù)據(jù)要按分布進(jìn)行獲取，將發(fā)射模型和放射模型作為重建數(shù)據(jù)庫中的根本依據(jù)，利用計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息的獲得，并借助面繪制法和體繪制法進(jìn)行數(shù)據(jù)整合[14]。

除此之外，還要進(jìn)行圖像配準(zhǔn)，以保證將不同條件和不同設(shè)備進(jìn)行匹配，提高計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展效果和綜合水平[15]。

3 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用數(shù)字圖像處理技術(shù)

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，要有效應(yīng)用數(shù)字化圖像處理技術(shù)，完善技術(shù)分析模塊和操作流程，保證醫(yī)學(xué)圖像處理以及應(yīng)用效果的最優(yōu)化，為提升臨床診斷效果和綜合水平提供保障，也能有效實(shí)現(xiàn)電子化處理目標(biāo)[16]。

3.1 輔助診斷治療

借助計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，有效建構(gòu)完善的醫(yī)學(xué)影像體系，能發(fā)揮其可視化功效，為醫(yī)生提供直觀的診斷依據(jù)。醫(yī)生可以借助CT成像或者是核磁共振成像有效判定人體器官的病變，從而建立有效的剖切重建模型[17]。醫(yī)生借助圖像能直觀的建構(gòu)更加系統(tǒng)化的治療方案，確保治療效果和綜合水平貼合患者的實(shí)際需求[18]。

3.2 制定手術(shù)計(jì)劃和放射治療計(jì)劃

借助相應(yīng)的操作手段，醫(yī)生能結(jié)合患者的實(shí)際情況制定相應(yīng)的治療計(jì)劃。尤其是放射治療項(xiàng)目中，醫(yī)生要按照標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)程應(yīng)用放射線殺死患者體內(nèi)的惡性腫瘤，這需要?jiǎng)┝康木珳?zhǔn)程度以及射點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，因此，依據(jù)醫(yī)學(xué)圖像處理分析系統(tǒng)，醫(yī)生能更好地對手術(shù)予以規(guī)劃，并且了解患者的敏感組織和重要組織位置，建構(gòu)科學(xué)化的醫(yī)療治療方案。

另外，在治療工作開始后，整合科學(xué)化的放射安排工作，也能保證治療射線不會(huì)對患者造成其他的傷害[19]。

3.3 腦功能研究

借助新型FMRI技術(shù)，醫(yī)生能更好地觀察患者的腦部結(jié)構(gòu)，尤其是分析不同刺激對人腦皮質(zhì)層產(chǎn)生的影響，這對于腦科手術(shù)而言具有非常關(guān)鍵的作用，也是人類研究腦部應(yīng)用機(jī)制的重要項(xiàng)目[20]。

3.4 遠(yuǎn)程醫(yī)療工作

計(jì)算機(jī)技術(shù)最大的優(yōu)勢就是不受時(shí)間和空間的限制，因此，整合醫(yī)學(xué)影像體系，能借助計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)完成遠(yuǎn)程醫(yī)療處理工作。除此之外，計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)也能為數(shù)字化解剖模型以及手術(shù)教學(xué)的訓(xùn)練提供更加有效的資源[21]。

4 結(jié)束語

總而言之，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，將計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)應(yīng)用在醫(yī)學(xué)影像處理工作中具有非常重要的時(shí)代意義和醫(yī)學(xué)價(jià)值，能提高醫(yī)療整體水平，保證醫(yī)療操作的精準(zhǔn)度得以全面提升，為預(yù)防以及醫(yī)療工作提供堅(jiān)實(shí)的保障。正是借助醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，為醫(yī)療工作效果的提升創(chuàng)設(shè)了條件，也促進(jìn)了醫(yī)療發(fā)展水平的全面進(jìn)步。

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