數(shù)字圖像處理在醫(yī)學影像方面的應用

張宗斌

（湖北省宜昌市第二人民醫(yī)院 湖北 宜昌 443000）

近年來，隨著計算機的普及和應用，在醫(yī)學領域中也越來越廣泛應用計算機，尤其對于醫(yī)學影像來說，由于計算機沒有CT影像，在診斷上缺乏依據(jù)，CT的好壞，分辨率高低是醫(yī)生對患者診斷的準確性，因此作為影像人員，需要掌握數(shù)字圖像的選擇和調(diào)整，以為臨床診斷提供精確的依據(jù)。

1 研究對象及方法

在本次研究過中我們挑選了8例肺癌患者，其中男性患者和女性患者各有5例。經(jīng)過手術以及組織病理檢驗證實這八位患者均換有肺癌，所有患者均進行CT檢查以及PET全身影像。兩項檢查之間的間距不超過一周。其中，PET中采用的是PET儀，需要患者在檢查之前進食六小時，注射麻醉劑，一小時后平躺呼吸進行透射掃描交替進行數(shù)據(jù)采集。CT檢查所使用的是GE Lightspeed ultra spiral CT?；颊咂磷『粑筮M行胸部的掃描。數(shù)據(jù)傳輸過程中，PET發(fā)射掃描和所獲得的三維容積數(shù)據(jù)文件格式為*.V，而CT檢查的數(shù)據(jù)為連續(xù)橫斷面斷層圖像數(shù)據(jù)?？梢岳糜嬎銠C傳入pc客戶端。對于CT圖像需要進行三維重建，可以利用三線性內(nèi)插法來獲取三維容積數(shù)據(jù)。在像素轉(zhuǎn)化時也可以采用三線性內(nèi)插法將兩組檢查的三維容積數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為同等像素大小的三維數(shù)組，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中可以將兩組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為八位字節(jié)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過ps軟件處理之后來獲得256個灰度級的像素灰度值，最終要進行圖像的輸出，獲得的PET和CT融合圖像，需要以容積重組技術來進行三維立體呈現(xiàn)。分別獲得不同斷層的融合圖像，能夠顯示在計算機屏幕上，也可形成多種文件格式進行儲存。

2 研究結果

如下圖所示是腦部XCT的影像，左圖是最初的CT圖像，成像參數(shù)值密布處于低值區(qū)域，而右圖是經(jīng)過Ps軟件處理之后的CT影像。

比較兩種CT影像最終要進行圖像的輸出，獲得的PET和CT融合圖像，在具體利用ps軟件過程中的步驟如下所示：首先，在計算機界面運行ps軟件打開最初的圖片左圖像，點擊調(diào)整之后，打開曲線對話框，曲線是用途較廣的色調(diào)調(diào)整命令，能夠利用該功能來調(diào)整圖像的亮度，對比度等，在這個對話框中，紅色標代表源圖像的色調(diào)，而縱坐標代表調(diào)整之后圖像的色調(diào)，在進行曲線調(diào)整過程中，首先需要在曲線上的點單擊，并左鍵拖動即可改變曲線的形狀，當曲線向左彎曲時，表示色調(diào)變亮，反之色調(diào)變暗。點擊低值區(qū)域的某個點并拖動曲線可以看到圖像會隨著拖動范圍而發(fā)生變化，清晰度也會發(fā)生一定程度的變化。除此之外，還需要調(diào)整不同的點的調(diào)整曲線，直到最CT圖像呈現(xiàn)最理想化，點擊確定之后，就可以完成圖像的調(diào)整。

通過觀察，我們發(fā)現(xiàn)這八位肺癌患者所有的病灶能夠CT圖像上明確定位，并且影像人員可以清晰的看出病灶與周圍解剖結構的關系，將這種交互式的三維容積圖像能夠利用計算機ps軟件進行處理前，對于計算機的性能要求不高，計算效果較快，所有的操作可以在十分鐘之內(nèi)完成。在醫(yī)學影響中常用的PET和CT圖像可以融合為PET圖像來提供患者的解剖信息，由于這些影像空間分辨率較低，而且單從PET圖像上很難看出患者的病灶與周圍組織結構的解剖關系。然而，通過計算機ps軟件對PET-CT圖像進行計算和處理，能夠提高影像人員對于患者診斷的準確性，具有一定的臨床價值。

3 計算機對醫(yī)學影像的重要性

從根本上來說現(xiàn)在醫(yī)學影像是利用電離輻射的性質(zhì)以及物質(zhì)相互作用規(guī)律，利用現(xiàn)代化技術來進行采集醫(yī)學成像的數(shù)據(jù)，遵循一定的數(shù)學方法來重建數(shù)字圖像，因而需要深入分析醫(yī)學圖像所隱藏的信息，并控制好圖像質(zhì)量。然而，對于影像人員來說，僅具備醫(yī)學知識是不夠的，還需要具備有關計算機數(shù)學知識等相關理論作為保障。

我們從醫(yī)學影像的顯示器上可以準確看出每條線，每幅圖片和動態(tài)圖，然而對于計算機來說，會將這些圖像作為數(shù)據(jù)，進行可操作二進制數(shù)，不同數(shù)據(jù)分別代表了不同的生物信息，呈現(xiàn)給我們不同的視覺，也就是構成了不同的數(shù)字圖像。在醫(yī)院中常見的CT影像是一種體層像，首先需要通過一定的方法收集體層投影數(shù)據(jù)，然后通過數(shù)學算法比如濾波反投影法，對所收集到的數(shù)據(jù)進行分析處理，最終獲得二維數(shù)據(jù)分布，根據(jù)這些分布圖能夠轉(zhuǎn)換為灰度分布，進而能夠得到CT像。由于在二維數(shù)據(jù)中相對應的每個數(shù)據(jù)都為整數(shù)，因此，在CT圖像的灰度分布中，每一個區(qū)域代表一個灰標，也被稱為是像素，像素矩陣構成了CT像，因此CT像也屬于是一種數(shù)字圖像。

4 討論

從數(shù)字圖像的特點來看，能夠進行多種后期處理，具有較強的可操作性。首先，能夠提高圖像分辨率。由于數(shù)字圖像是由像素矩陣所構成的，單位面積內(nèi)如果數(shù)字圖像的像素數(shù)較高，那么所包含的生物信息也越豐富。圖像處理軟件，比如ps，能夠幫助影像人員將一定尺寸的圖像進行像素重定，也就是利用一些算法增加像素以提高圖像的生物信息量。其次可以改變圖像的灰度值。通常人類對亮度值較低的圖像分辨能力比較弱，因而會認為這種圖像左成像的質(zhì)量較差，然而隨著ps軟件的應用，能夠調(diào)整圖像的亮度，使我們能夠隨意進行圖像亮度調(diào)整，而獲得更加清晰地圖像內(nèi)容。最后數(shù)字圖像能夠改變對比度。數(shù)字圖像中d的對比度是指相鄰的像素之間的灰度值差，如果像素間的灰度值差越大，則最終人對于圖像的對比度越強，便于分辨圖像內(nèi)容，有效使用計算機ps軟件，可以適當提高圖像的對比度這種數(shù)字圖像處理技術不僅能夠優(yōu)化圖像效果，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)三維圖像的圖像重建，以及定量估值進行后期處理。從醫(yī)學影像特點上來看。目前醫(yī)學影像包括以下四種，比如X射線影像，核磁共振成像，超聲波成像CT，放射性核素成像ECT。但是很多醫(yī)學影像的灰度分布，都是有人體部分參數(shù)設置來決定的。通常如果對比度較小，那么會是得相鄰的灰度差也較小，而由于人類對于圖像的灰度分辨率較低，因而只能分辨一定程度的灰階，因此，通過數(shù)字圖像處理影像成像是具有十分重要的意義的。

5 小結

利用計算機軟件，比如ps能夠?qū)︶t(yī)學影像進行有效調(diào)整，以獲得更加清楚的診斷信息。因此，作為影像人員來說，除了要具備一定的醫(yī)學知識之外，還需要掌握數(shù)字圖像處理技術，以便更好地服務于臨床治療。