影像后處理技術(shù)的研究及其在X射線影像優(yōu)化中的應(yīng)用

王坤生 白景珍 天津市寶坻區(qū)人民醫(yī)院 （天津 301800）

近年來，隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，影像后處理技術(shù)的種類越來越豐富，且大部分都已經(jīng)廣泛應(yīng)用到了X射線影像的優(yōu)化之中，常用方法包括比度增強、平滑、銳化、偽彩色增強等[1,2]。大量研究[3,4]證實，相較于原始圖像，經(jīng)相關(guān)影響后處理技術(shù)處理之后的圖像其視覺效果明顯更強、圖像質(zhì)量明顯更高。但同時也有大量實例研究表明，任何一種影像后處理技術(shù)方法都有其不同的優(yōu)缺點，為保證其能夠充分發(fā)揮在優(yōu)化X射線影像中的作用，就必須以原始圖像為依據(jù)，從成像目的、影像的特點以及各種后處理方法的自身特性出發(fā)，選擇合適的后處理技術(shù)和后處理方法，有必要時，甚至可以把幾種后處理技術(shù)或者方法結(jié)合起來，使它們之間取長補短，以保證更好地顯示影像的特征，得到最佳的增強效果。基于此，本研究以本院收治的部分骨折患者為對象，具體分析探討了影像后處理技術(shù)的研究及其在X射線影像優(yōu)化中的應(yīng)用效果，現(xiàn)報告如下。

1.資料與方法

1.1 臨床資料

以本院2016年10月～2017年4月期間收治的200例骨折患者為對象，所有患者在參與研究前對于本次研究內(nèi)容均有所了解，并自愿簽署知情同意書。200例研究對象中，男性患者128例，女性患者72例，患者平均年齡為（31.62±3.17）歲，所有患者均無系統(tǒng)性疾病，滿足本次研究標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 方法

在對200例骨折患者進(jìn)行X射線影像之前，首先對患者行健康宣教和心理干預(yù)，詳細(xì)告知患者拍攝過程中的有關(guān)注意事項，獲取患者信任，以確?；颊吣軌驀?yán)格遵照醫(yī)囑進(jìn)行相關(guān)配合；與此同時，對于情緒波動劇烈的患者，為防止患者過度波動的情緒對最終的檢查結(jié)果造成負(fù)面影響，對其進(jìn)行必要的心理干預(yù)，待其情緒穩(wěn)定后再展開進(jìn)一步的拍攝和檢查。

實際拍攝過程中，依據(jù)患者具體的骨折部位選擇合適的拍攝體位，然后依照院內(nèi)要求和系統(tǒng)要求常規(guī)拍攝即可；拍攝完畢后，根據(jù)原始圖像的特點，選擇適合的影像后處理技術(shù)對圖像進(jìn)行優(yōu)化，如直方圖均衡處、巴特沃思高通濾波、對比度增強、Lapalace算子銳化處理等。

處理完畢后，將得到的圖像隨機排序，然后交由3位臨床經(jīng)驗豐富的影像診斷醫(yī)師對其進(jìn)行觀察并依據(jù)觀察結(jié)果做出診斷，最后要求其對原始圖像質(zhì)量和處理后的圖像質(zhì)量進(jìn)行評價，主觀評價采用雙盲法，由分值代表圖像質(zhì)量的優(yōu)劣，分值越高，則圖像質(zhì)量越高。3分表示較好、2分表示一般、1分表示較差。

1.3 觀察指標(biāo)

從空間分辨率、圖像細(xì)節(jié)表現(xiàn)、對比度等方面對患者的原始圖像和后處理圖像進(jìn)行對比分析。與此同時，對3位影像診斷醫(yī)師的評分結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計，計算平均值。

2.結(jié)果

2.1 處理前后圖像特點比較

通過對200例患者的X射線片進(jìn)行觀察和分析后可以發(fā)現(xiàn)，相較于未經(jīng)處理的原始圖像，經(jīng)過相關(guān)技術(shù)后處理的圖像具有以下特點：第一、空間分辨率更高；第二、對比度更高，圖像更加清晰、銳利；第三、圖像細(xì)節(jié)更突出，圖像內(nèi)容更完整。現(xiàn)將1位較典型患者的圖像結(jié)果摘錄如下：

該患者為脛骨下段斜形骨折，在下面所展示的圖像中，圖a為原始圖，通過該圖像，可以發(fā)現(xiàn)影像的灰度分布較為均勻，但不足在于分辨率低、灰度級差小且影像重疊現(xiàn)象嚴(yán)重，肉眼能分辨的灰度級僅為10級左右，這無疑給醫(yī)生的臨床診斷帶來了較大挑戰(zhàn)，因此需要借助一定的增強手段和相關(guān)后處理技術(shù)來進(jìn)一步優(yōu)化圖像，以更好的輔助診斷?？紤]到原始圖形灰度分布較為均勻的特點，初次處理時直接選擇了經(jīng)直方圖均衡處理的方式，處理后的圖像見圖像b，通過將其與原始圖a比較可以發(fā)現(xiàn)，圖像對比度有所增加，但就肉眼來看，圖像效果仍未很理想。鑒于此，在圖像b的基礎(chǔ)上進(jìn)一步的對圖像進(jìn)行了高通濾波處理，處理后的圖像為圖像c，相較于原始圖以及圖像b，圖像c不僅能夠清晰顯示主要圖像邊緣，同時灰度范圍較大、圖像對比度較高、細(xì)節(jié)觀察敏感度較好，能夠十分精準(zhǔn)的顯示患者右腿斜形骨折處表現(xiàn)，完整展示病灶。

圖a. 原圖

圖b. 直方圖均衡

圖c. 高通濾波處理

2.2 醫(yī)師對圖像質(zhì)量的評分比較

在醫(yī)師對圖像質(zhì)量的評分的比較上，后處理圖像評價為較好的圖像比例明顯高于原始圖像（P＜0.05），見表1。

3.討論

X射線具有穿透物體的能力以及感光、熒光和電離作用及熱效應(yīng)，自其被發(fā)現(xiàn)以來，人們無論是在理論還是工程開發(fā)方面都對其進(jìn)行了大量的工作并在其中取得了極大的成就，截至目前，許多診斷、治療和科學(xué)研究用的X射線醫(yī)學(xué)影像設(shè)備以廣泛應(yīng)用到臨床醫(yī)學(xué)之中[5]。

傳統(tǒng)上，X射線成像技術(shù)主要是指采用模擬技術(shù)的X射線透視和攝影，使用其進(jìn)行臨床疾病的輔助診斷具有時間分辨率好、空間分辨率較高、操作簡單、費用相對低廉等優(yōu)勢。但不足在于，對于部分疾病的診斷，所獲得的圖像分辨率較差、清晰度較低，影像質(zhì)量較難以令人滿意。鑒于此，相關(guān)學(xué)者提議使用相關(guān)后處理技術(shù)對X射線影像進(jìn)行優(yōu)化，以進(jìn)一步提升影像質(zhì)量、發(fā)揮其在輔助疾病診斷中的作用[6]。

本次研究中，后處理圖像其在空間分辨率、對比度、細(xì)節(jié)表現(xiàn)以及內(nèi)容展示等方面均明顯優(yōu)于原始圖像；此外，在醫(yī)師評分方面，后處理圖像被認(rèn)為圖像質(zhì)量較好的比例顯著高于原始圖像（P＜0.05）。研究結(jié)果表明，采用影像后處理技術(shù)對在X射線影像進(jìn)行優(yōu)化是切實可行的，其可有效彌補X射線原始影像動態(tài)范圍寬、重疊度大、噪聲高、數(shù)據(jù)量大和對比度差的缺陷，進(jìn)一步還原病灶真實表現(xiàn)，為臨床疾病的診斷降低難度。

綜上所述，影像后處理技術(shù)在X射線影像的優(yōu)化中有較好效果，是提高圖像質(zhì)量的有效途徑。

表1. 醫(yī)師對圖像質(zhì)量的評分比較 (n,%)

參考文獻(xiàn)

[1] 陳水德,陳星強,游劍雄,等.影響數(shù)字靜脈尿路造影影像質(zhì)量的原因分析[J].實用醫(yī)學(xué)影像雜志,2013,14(3):196-198.

[2] 鄧謙.數(shù)字X線攝影(DR)的臨床應(yīng)用價值[J].臨床醫(yī)藥文獻(xiàn)電子雜志,2015,2(9):1745-1746.

[3] 袁艷冬.64排螺旋CT三維影像后處理技術(shù)在脛骨平臺骨折中的診斷價值的思考[J].醫(yī)學(xué)信息(下旬刊),2013,26(12):703.

[4] 李洪,張海兵,明兵,等.MSCT 后處理技術(shù)對壞疽性膽囊炎的影像特征分析[J].放射學(xué)實踐,2016,31(7):644-648.

[5] 邵龍,唐燕.醫(yī)學(xué)影像后處理技術(shù)概述[J].中國民康醫(yī)學(xué),2013,25(16):111,128.

[6] 崔洪濤.探究醫(yī)學(xué)影像后處理技術(shù)[J].醫(yī)學(xué)信息,2016,29(34):288-289.