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計(jì)算機(jī)技術(shù)在優(yōu)化的過程中逐漸滲透到了各行各業(yè),促進(jìn)了不同行業(yè)的迅速發(fā)展。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)運(yùn)用中,通過計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化的運(yùn)用,可以促進(jìn)醫(yī)學(xué)行業(yè)技術(shù)的全面提升,實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域事業(yè)的創(chuàng)新性發(fā)展,從而為醫(yī)學(xué)影像學(xué)計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化的運(yùn)用提供穩(wěn)定性的技術(shù)支持。
關(guān)鍵詞:
計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化;醫(yī)學(xué)影像學(xué);技術(shù)運(yùn)用
伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新,信息技術(shù)以及分子生物學(xué)技術(shù)呈現(xiàn)出高速發(fā)展的運(yùn)行理念,并在計(jì)算機(jī)輔助放射成像技術(shù)運(yùn)用的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)生物學(xué)技術(shù)的全面發(fā)展。通過對計(jì)算機(jī)輔助放射技術(shù)的研究,可以實(shí)現(xiàn)分子生物學(xué)以及現(xiàn)代生物學(xué)中影像學(xué)產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定結(jié)合,構(gòu)建經(jīng)典醫(yī)學(xué)影像技術(shù),并在臨床診斷及技術(shù)運(yùn)用的基礎(chǔ)上,進(jìn)行試驗(yàn)的有效探究。而且,在當(dāng)前社會(huì)科學(xué)技術(shù)不斷提升的背景下,計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化與醫(yī)學(xué)影像學(xué)之間呈現(xiàn)出穩(wěn)定性的發(fā)展變化。通過圖像的數(shù)字化處理,可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)信息資源的儲存,處境格式的優(yōu)化及參考資料的提升,從而為計(jì)算機(jī)圖像與醫(yī)學(xué)影像的運(yùn)用提供穩(wěn)定支持,實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)影像學(xué)的全面發(fā)展。
1計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化與醫(yī)學(xué)影像的關(guān)系分析
對于計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化處理技術(shù)而言,是在計(jì)算機(jī)圖像處理結(jié)束之后進(jìn)行的數(shù)字化處理,在這種數(shù)字化資源運(yùn)用的過程中,可以將計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行儲存及后期處理。通常情況下,在圖像數(shù)字化資源過程分析的過程中,基本的過程會(huì)分為采樣及量化兩個(gè)最基本的步驟,其中采樣的是指就是需要通過多個(gè)點(diǎn)的描述進(jìn)行圖像的繪制,而采樣的結(jié)果也就是通常所說的圖像分辨率。而量化主要是在圖像采樣之后,通過不同點(diǎn)的使用,可以運(yùn)用大范圍的數(shù)據(jù)值進(jìn)行內(nèi)容的表示,該范圍包含了顏色總數(shù)、量化結(jié)果以及圖像,通過對這些元素的有效運(yùn)用可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)顏色的容納等。對于最初的影像資料而言,其獲取患者的資料都是模擬信號圖像,并將x線系統(tǒng)作為基礎(chǔ),患者的影像資料以及模擬信號中的表現(xiàn)形式會(huì)在膠片中進(jìn)行展示,但是,在這種圖片圖像調(diào)節(jié)的過程中,應(yīng)該對影像圖像進(jìn)行模擬分析,對于圖像中不可調(diào)節(jié)的資料進(jìn)行后續(xù)處理,由于與計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)中的儲存空間相對較大,患者影像資料在長期儲存的過程中存在難度較大的問題,這些問題的出現(xiàn)都會(huì)在某種程度上對影像資料的儲存造成制約。
2計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化在醫(yī)學(xué)影像運(yùn)用中的問題分析
2.1計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化中原始數(shù)據(jù)的問題分析
對于計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化的技術(shù)形式而言,當(dāng)其運(yùn)用在影像學(xué)之中時(shí),雖然其技術(shù)內(nèi)容會(huì)提高醫(yī)學(xué)影像的數(shù)字處理水平,但是,在數(shù)字圖像顯示率較高的狀態(tài)下,計(jì)算機(jī)圖像中的數(shù)據(jù)分析也就會(huì)呈現(xiàn)出復(fù)雜、信息量大的問題。這種原始數(shù)據(jù)處理技術(shù)的存在也就在某種程度上為計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化處理技術(shù)的運(yùn)用造成了一定的制約。
2.2計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化處理技術(shù)較難控制
在計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化技術(shù)處理的過程中,由于圖像數(shù)字化處理中的技術(shù)涉及范圍的廣泛性,在資源控制中面臨著較難的局面,這種控制較難的問題也就成為醫(yī)學(xué)影像技術(shù)運(yùn)用中出現(xiàn)的較難問題之一。對于計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化處理技術(shù)而言,其設(shè)計(jì)的范圍相對較廣,而且一些數(shù)據(jù)資源在運(yùn)用的過程中存在難以控制的問題,主要是由于計(jì)算機(jī)圖像處理中,會(huì)涉及到很多專業(yè)知識及技術(shù)內(nèi)容,這種現(xiàn)象的出現(xiàn)在某種程度上為計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化的處理產(chǎn)生了一定的負(fù)面影響。
3計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化及其在醫(yī)學(xué)影像學(xué)中的運(yùn)用
3.1醫(yī)學(xué)數(shù)字成像技術(shù)
CR數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了多年,其技術(shù)成為較為熟悉的數(shù)字化x線成像技術(shù),其具體的項(xiàng)目優(yōu)勢可以體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
3.1.1成像板的技術(shù)改進(jìn)
IP板在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中主要會(huì)采用新感線材料形式,在現(xiàn)階段針狀結(jié)構(gòu)的熒線物質(zhì)作為基礎(chǔ),使熒線散射的現(xiàn)象在某種程度上呈現(xiàn)出降低的現(xiàn)象,逐漸提升了稅力度以及細(xì)節(jié)項(xiàng)目的分辨能力,使圖像的整體質(zhì)量得到了明顯的改善。隨著技術(shù)的優(yōu)化及發(fā)展,一些廠家通過技術(shù)的研究及優(yōu)化,推出了雙面讀出IP的技術(shù)形式,并采用透明基板進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的掃描及分析,通過這一技術(shù)的運(yùn)用,可以使NEQ提高30%-40%,通過技術(shù)和的不斷優(yōu)化,IP板也逐漸發(fā)展到第七代柔性IP影像板。
3.1.2掃描方式的技術(shù)改進(jìn)
對于CR技術(shù)而言,在運(yùn)用的過程中通常會(huì)采用飛點(diǎn)掃描的技術(shù)方法,通過對點(diǎn)狀激光IP板的信息分析,實(shí)現(xiàn)圖像的重建及掃描處理,但是,在改技術(shù)運(yùn)用的過程中,由于掃描速度以及圖像空間分辨率不足問題的出現(xiàn),會(huì)為CR技術(shù)的發(fā)展造成一定的制約,因此,在技術(shù)優(yōu)化的過程中,為了有效解決這一問題的限制,線掃描技術(shù)就得到了廣泛性的運(yùn)用。同時(shí),在每次讀出圖像信息的過程中,會(huì)提升信息掃描的整體時(shí)間,并在此基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)圖像質(zhì)量的穩(wěn)定提升。
3.1.3后處理軟件加強(qiáng)技術(shù)及改進(jìn)
由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及處理方式的改進(jìn),不同廠家在軟件分析的過程中提出了不同的技術(shù)優(yōu)化形式,同時(shí)也推出了多種軟件設(shè)計(jì)形式。在組織均衡軟件處理的過程中,其軟件可以通過對不同部位自動(dòng)幅度的分析,進(jìn)行圖像資源的優(yōu)化處理,在自動(dòng)消除原曝光圖像中,可以降低圖像細(xì)節(jié)損失的問題,有效提升圖像細(xì)節(jié)中的對比度,充分滿足計(jì)算機(jī)圖像結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性及穩(wěn)定性。而且,在計(jì)算機(jī)軟件處理集成固化分析的過程中,圖像卡制作方法在某種程度上有了長足性的發(fā)展,在統(tǒng)計(jì)中可以發(fā)現(xiàn),圖像卡采樣矩陣在某種程度上可以達(dá)到4096×4096像素,灰度的分辨率也可以達(dá)到12bit。
3.1.4CR工作流程的發(fā)展方向
對于傳統(tǒng)CR技術(shù)而言,主要將片盒式操作以及集中圖像的讀數(shù)操作作為基礎(chǔ),通過對DR直接的接觸,可以發(fā)現(xiàn)CR技術(shù)存在的不同。但是,由于CR技術(shù)的不斷改進(jìn)及其成本下降問題的限制,CR技術(shù)克服了很多潛在性的問題,導(dǎo)致技術(shù)得到了明確提升,并在某種程度上拉近了CR技術(shù)與DR技術(shù)之間的差異。首先,盒式IP板技術(shù)系統(tǒng)得到了優(yōu)化。在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中,需要技術(shù)人員將IP板送到中央處理室進(jìn)行圖像信息的處理,由于現(xiàn)階段CR盒式讀片器的體積逐漸降低,而且運(yùn)用成本也逐漸降低,所讀取信息資源的速度不斷增加,使每個(gè)X線攝片室或是操作臺都可以安裝一個(gè)完善的讀片器資源,完善系統(tǒng)的工作流程,實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化處理。其次,五盒式x線系統(tǒng)會(huì)將二次掃描接收器直接接入到攝影系統(tǒng)之中,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的圖像掃描及圖像重建,這種中間與DR系統(tǒng)中圖像自動(dòng)生成技術(shù)相一致。最后,在便攜式x線機(jī)會(huì)安裝集成CR讀片器,床邊攝片后也就呈現(xiàn)出圖像的讀數(shù),從而獲得與DR相似的功能技術(shù)。但是,在IP板技術(shù)操作的環(huán)境下,DR探測器輕薄、操作方便以及節(jié)約人力等方面會(huì)明顯低于DR系統(tǒng)。
3.2DR技術(shù)的研究分析
3.2.1非晶硅及非晶硅平板的成像探測技術(shù)
在非晶硅以及非晶系平板探測技術(shù)運(yùn)用的過程中,其技術(shù)探測本身發(fā)生了結(jié)構(gòu)性的改進(jìn),而且,在目前技術(shù)研究的過程中,能夠有效減少x線散射的問題,全面提高圖像的銳利度及清晰度。在DR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及軟件技術(shù)改進(jìn)的過程中,一些系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該充分滿足市場上的雙板結(jié)構(gòu)、C形架結(jié)構(gòu)以及懸吊式x線管組件,通過這種配單端固定升降浮動(dòng)式平穿及可移動(dòng)當(dāng)班探測器的運(yùn)用,可以提供單板多用的項(xiàng)目功能,實(shí)現(xiàn)X線攝影技術(shù)的有效優(yōu)化。同時(shí),在軟件技術(shù)設(shè)計(jì)的及運(yùn)用的過程中,通過DR影像處理以及相關(guān)軟件工程的運(yùn)用,可以均衡圖像處理功能,通過分層攝影實(shí)現(xiàn)軟件的拼接,從而為DR影像質(zhì)量及功能的優(yōu)化提供完善的支撐技術(shù)。
3.2.2CMOS平板探測器技術(shù)
對于CMOS平板探測器而言,其熒線層在運(yùn)用的過程中可以產(chǎn)生于入射線x線束相對應(yīng)的熒線,充分保證芯片在電信號之間的穩(wěn)定轉(zhuǎn)換。并在此基礎(chǔ)上,通過轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)像素探測的合理性。同時(shí),在平面空間分辨達(dá)到最高的狀態(tài)時(shí),由于系統(tǒng)成像速度較慢,這會(huì)使醫(yī)療診斷圖像從曝光到完成經(jīng)過120秒,對于這種成像速度而言,其平板探測器成為發(fā)展中的瓶頸問題。
3.2.3CCD數(shù)字成像技術(shù)
由于科學(xué)技術(shù)及信息技術(shù)的不斷創(chuàng)新及發(fā)展,計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字測量技術(shù)會(huì)隨著材料、結(jié)構(gòu)以及圖像的處理和實(shí)現(xiàn)新技術(shù)的不斷創(chuàng)新,而且,在CCD平面數(shù)字成像技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中,由于技術(shù)的創(chuàng)新,使數(shù)字成像技術(shù)呈現(xiàn)出全面的改進(jìn)。在CCD數(shù)字成像技術(shù)運(yùn)用中,可以為醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的優(yōu)化提供穩(wěn)定支持,因此,在技術(shù)優(yōu)化中,應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)創(chuàng)新內(nèi)容:(1)通過針狀結(jié)構(gòu)的X射線運(yùn)用,可以提升爍體材料,減少X線的散射問題,并逐漸提升圖像處理中相關(guān)內(nèi)容的清晰度。(2)在高清晰高倍光學(xué)組合鏡運(yùn)用的過程中,在某種程度上會(huì)逐漸提高成像的靈敏度及可靠性,從而為技術(shù)的優(yōu)化提供穩(wěn)定支持。(3)在CCD數(shù)字成像技術(shù)運(yùn)用中,通過充填系數(shù)為100%CCD芯片的運(yùn)用,可以有效縮短小像素點(diǎn)并在某種程度上增大物體的接收面積,提高空間的分辨率,使所獲得的圖像信噪比得到穩(wěn)步加強(qiáng),從而為圖像數(shù)字測量技術(shù)的優(yōu)化提供良好依據(jù)。對于DR成像技術(shù)而言,在運(yùn)用的過程中具有X射線劑量小、輻射低以及圖像清晰的系統(tǒng)優(yōu)勢性,在現(xiàn)階段技術(shù)優(yōu)化的過程中,DR技術(shù)得到了穩(wěn)定的拓展及優(yōu)化,并在醫(yī)學(xué)影像學(xué)中,將其運(yùn)用在了遠(yuǎn)程發(fā)射學(xué)、三維立體學(xué)以及低劑量的透視擺位技術(shù)中,實(shí)現(xiàn)了多平面圖像資源的穩(wěn)步優(yōu)化。同時(shí),在醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中,DR成像機(jī)器本身的技術(shù)含量就相對較高,而且曝線條件也會(huì)呈現(xiàn)出自動(dòng)檢測的最終目的,這一項(xiàng)目的出現(xiàn)也就對專業(yè)技術(shù)人員的要求相對較高。所以可以發(fā)現(xiàn),該種技術(shù)在某種程度上具有較為明顯的推廣意義,但是存在的唯一不足就是價(jià)格過高,加大了醫(yī)學(xué)影像學(xué)的成本支出。
4結(jié)束語
總而言之,在當(dāng)前醫(yī)學(xué)及科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的環(huán)境下,通過對現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的優(yōu)化,可以為整個(gè)行業(yè)的運(yùn)行提供穩(wěn)定性的技術(shù)支持,并通過計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化與醫(yī)學(xué)影像之間的技術(shù)優(yōu)化運(yùn)用,可以使醫(yī)學(xué)影像在原技術(shù)運(yùn)用的基礎(chǔ)上得到穩(wěn)步創(chuàng)新。同時(shí),在計(jì)算機(jī)完善處理技術(shù)應(yīng)用中,也應(yīng)該在提高醫(yī)學(xué)影像發(fā)展水平,提升醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)的精準(zhǔn)性,實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)影像數(shù)字化轉(zhuǎn)換的有效性,從而為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行及醫(yī)學(xué)影像學(xué)的啊發(fā)展提供穩(wěn)定支持。
參考文獻(xiàn)
[1]趙波.計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化與醫(yī)學(xué)影像學(xué)之應(yīng)用[J].科技信息,2010(19):75.
[2]劉楷正,劉剛戰(zhàn).計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字化與醫(yī)學(xué)影像學(xué)之應(yīng)用[J].通訊世界,2016(08):43.
[3]楊帆.計(jì)算機(jī)數(shù)字化技術(shù)與超聲影像醫(yī)學(xué)應(yīng)用新進(jìn)展[J].承德醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2015(06):528-530.
[4]劉磊,JINChen-Lie.計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)在醫(yī)學(xué)影像學(xué)上的應(yīng)用[J].中國老年學(xué)雜志,2012(24):5642-5643.
[5]余愛民,阜艷.數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的進(jìn)展分析[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2010(12):38-41.
[6]吳丹華.超聲影像及放射治療技術(shù)的臨床應(yīng)用[J].中國衛(wèi)生產(chǎn)業(yè),2012(14):109.
【關(guān)鍵詞】醫(yī)學(xué)影像;影響物理;成像技術(shù)
【中圖分類號】R445-4【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】AA
【文章編號】2095-6851(2014)05-0478-02
1引言
人體成像包括對健康人的成像和對病人的成像,對于前者的成像主要用于科研和教學(xué),后者主要用于醫(yī)學(xué)臨床診斷和治療。醫(yī)學(xué)影像物理和技術(shù)是醫(yī)學(xué)物理學(xué)的重要分支,研究的對象包括了所有人體成像。
目前臨床廣泛使用的模態(tài)按照成像時(shí)使用的物質(zhì)波不同,分為X射線成像、γ射線成像、磁共振成像和超聲成像。
2對目前各種醫(yī)學(xué)成像模態(tài)現(xiàn)狀的分析
2.1X射線成像
X射線成像模態(tài)分為平面X射線成像和斷層成像。人體不同器官和組織對X射線的吸收可以用組織密度進(jìn)行表征,因此,可以利用平面x射線、x射線照相術(shù)對人體內(nèi)臟器官和骨骼的損傷和病灶進(jìn)行診斷和定位,同時(shí)也把膠片帶進(jìn)了醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。隨著x射線顯像增強(qiáng)技術(shù)的發(fā)展,x射線的血管造影術(shù)和其他臟器的專用x線機(jī)相繼誕生,擴(kuò)大了x射線成像的應(yīng)用范圍。平面x射線成像的未來發(fā)展方向是數(shù)字化的x光機(jī)技術(shù)其中,x線機(jī)是全世界的發(fā)展方向,但是其價(jià)格使得大多數(shù)用戶望而怯步。
作為傳統(tǒng)影像技術(shù)中最為成熟的成像模式之一的x射線斷層成像,其速度對于心臟動(dòng)態(tài)成像完全沒有問題,加上顯像增強(qiáng)劑,還可以對用于血管病變及其血腦屏障是否被病灶破壞進(jìn)行檢查,屬于功能成像的范疇。當(dāng)前,三維控件x射線斷層成像的實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)已經(jīng)問世,將會(huì)為x射線成像帶來新的生命力。
2.2核磁共振成像
目前,各種各樣的核磁共振設(shè)備產(chǎn)品已經(jīng)大量進(jìn)入市場。核磁共振成像集中體現(xiàn)了各種高新技術(shù)在醫(yī)學(xué)成像設(shè)備中的應(yīng)用。目前核磁共振主要應(yīng)用包括人腦認(rèn)知功能成像,用于揭示大腦工具機(jī)制的認(rèn)知心理實(shí)驗(yàn)測量。
2.3核醫(yī)學(xué)成像
核醫(yī)學(xué)成像包括平面和斷層成像兩種方式。目前,以單光子計(jì)算機(jī)斷層成像和正電子斷層成像為主,為動(dòng)物正電子斷層成像主要是用于基礎(chǔ)研究,而平面的γ相機(jī)已經(jīng)處于被淘汰的水平。
核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備可以定量地檢測到由于基因突變而引起的大分子運(yùn)動(dòng)紊亂繼而引起的臟器功能變化,例如代謝紊亂、血流變化等。這是其他設(shè)備如超聲波檢查不可能完成的任務(wù)。這就是臨床醫(yī)學(xué)上所說的早期診斷,核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備能夠快速發(fā)展歸功于此。但是核醫(yī)學(xué)成像存在空間分辨率差、病理和周圍組織的相互關(guān)系很難準(zhǔn)確定位的確定,因此,還需要醫(yī)學(xué)物理工作的不懈努力。
2.4超聲波成像
超聲波是非電離輻射的成像模態(tài),以二維成像的功能為主,也包括平面和斷層成像兩類產(chǎn)品。超聲波成像由于其安全可靠、價(jià)格低廉,多以在診斷、介入治療和預(yù)后影像檢測中得到發(fā)展。目前,超聲波設(shè)備已有超過x射線成像的勢頭。同樣,超聲波成像也存在一定的缺點(diǎn),如圖像對比度差、信噪比不好、圖像的重復(fù)性依賴于操作人員等。
3關(guān)于醫(yī)學(xué)軟件問題
3.1基本情況分析
成像的硬件設(shè)備要完成功能離不開醫(yī)學(xué)軟件的支持,對于這些醫(yī)學(xué)軟件按照和硬件設(shè)備的關(guān)系,可分為三個(gè)層次:
第一層,工作和硬件緊密結(jié)合的軟件。主要功能是負(fù)責(zé)成像設(shè)備的運(yùn)動(dòng)控制,對數(shù)據(jù)的采集,圖像預(yù)處理和重建,完成數(shù)據(jù)分析。
第二層,主要負(fù)責(zé)對醫(yī)療器械產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理軟件。這種軟件的應(yīng)用需要來自醫(yī)學(xué)物理人員,軟件編程人員和醫(yī)生三方的合作,目前,由于我國還沒有建立這種三方合作機(jī)制,這類軟件應(yīng)用情況明顯滯后。
第三層,主要功能是完成醫(yī)學(xué)信息的整合的軟件,用于醫(yī)療過程中醫(yī)療信息,醫(yī)學(xué)工作的管理。例如PACS。這種軟件也需要醫(yī)生的參與,但是并沒有依賴性。
3.2PACS
PACS是醫(yī)療發(fā)展信息化的體現(xiàn),是醫(yī)學(xué)影像技術(shù)集成管理和開拓影像資源應(yīng)用范圍的重要技術(shù)手段。PACS將醫(yī)學(xué)影像中的各種軟件和圖像工作站連接起來,使之成為局域網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了資源的共享。不同科室的醫(yī)生在完成對病人的信息收集和診斷后可以完成信息的錄入。還可以利用商業(yè)設(shè)備上采集的數(shù)據(jù)運(yùn)用于病人的診療中,結(jié)合數(shù)據(jù)和醫(yī)學(xué)影像,對診斷信息綜合處理,以此提高診斷的準(zhǔn)確率。
4醫(yī)學(xué)影像物理和技術(shù)學(xué)科今后的發(fā)展
雖然存在各種不同的醫(yī)學(xué)影像模態(tài),但是目標(biāo)只有一個(gè),即為了更好的進(jìn)行醫(yī)學(xué)研究診斷,隨著物理和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,醫(yī)學(xué)影像技術(shù)會(huì)隨之提高。為了更好的為醫(yī)療服務(wù),在今后的發(fā)展中,醫(yī)學(xué)影響物理和技術(shù)學(xué)科還需在以下幾方面繼續(xù)努力。
第一,用于成像的物質(zhì)波產(chǎn)生裝置還需要不斷進(jìn)行提升,為更好的滿足成像需求,在提高波源產(chǎn)生物質(zhì)波的同時(shí),還需要改變物質(zhì)波的束流品質(zhì);
第二,將物質(zhì)波和人體組織發(fā)生相互作用的規(guī)律模型化,為減少誤診率和定位誤差,把模型參數(shù)的最佳化,改善從影像中提取信息的質(zhì)量和速度。同時(shí)努力消除探測中的噪聲和偽影;
第三,把探測的信號收集,放大、成形實(shí)現(xiàn)數(shù)字化;
第四,為滿足影像診斷和治療中的監(jiān)督需要,高質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)圖像重建和顯示等。
在科學(xué)技術(shù)方面,開展醫(yī)學(xué)影像在腦功能成像研究中的應(yīng)用、臨床診斷中的應(yīng)用等,有利于拓寬醫(yī)學(xué)影像的市場。
5結(jié)語
本文介紹了當(dāng)今主流的幾種醫(yī)學(xué)成像技術(shù),對各種成像方式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了闡述,對日后醫(yī)學(xué)影像物理和技術(shù)的發(fā)展提出了自己的看法,希望能為那些為醫(yī)療服務(wù)的工作者們提供一些參考。隨著醫(yī)學(xué)影像物理和技術(shù)的不斷進(jìn)步,醫(yī)療服務(wù)行業(yè)的科學(xué)化加速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
了解,到2020年,我國的人工智能市場規(guī)模將接近百億。而人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用關(guān)鍵體現(xiàn)在與醫(yī)療相結(jié)合的“算法+有效數(shù)據(jù)”,其中,有效健康數(shù)據(jù)是人工智能應(yīng)用的基礎(chǔ)。
一項(xiàng)調(diào)查表明,美國的醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)年增長率為63%,放射科醫(yī)生數(shù)量年增長率卻僅為2%。同樣的情況也發(fā)生在中國,面對中國龐大的人口基數(shù),醫(yī)生的數(shù)量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的增長,而人工智能的到來可以有效彌補(bǔ)缺口。
最近,創(chuàng)業(yè)邦(微信搜索關(guān)注:ichuangyebang)了解到一家創(chuàng)業(yè)公司――匯醫(yī)慧影,這家公司在2015年創(chuàng)立,從醫(yī)療影像角度切入并結(jié)合了人工智能,選擇用長鏈條的方式布局影像行業(yè)。
“我們希望通過新技術(shù)、新服務(wù)跟各個(gè)機(jī)構(gòu)共同建造一個(gè)新的生態(tài)。”匯醫(yī)慧影CEO柴象飛說道。
匯醫(yī)慧影目前已獲數(shù)千萬元A輪融資,合作醫(yī)院超過400家,已獲得11個(gè)軟件著作權(quán),4個(gè)發(fā)明專利,今年已申請2個(gè)國家自然科學(xué)基金以及2個(gè)省級自然科學(xué)基金和2個(gè)科技部的重點(diǎn)專項(xiàng)。
云平臺實(shí)現(xiàn)“三端互聯(lián)”
匯醫(yī)慧影利用人工智能打造智慧影像平臺,用以提高醫(yī)生診療效率與準(zhǔn)確度,解決部分地區(qū)醫(yī)患資源不匹配的問題。目前其產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋影像云平臺、放療云平臺、電子膠片、常規(guī)閱片外包服務(wù)、疑難大病專家會(huì)診及醫(yī)生集團(tuán)等六大模塊。其中,常規(guī)閱片外包服務(wù)可幫助影像中心實(shí)現(xiàn)影像線上診斷,從而實(shí)現(xiàn)分級診療。
從IT的云系統(tǒng)出發(fā),平臺已實(shí)現(xiàn)醫(yī)生端、患者端、醫(yī)療機(jī)構(gòu)端的“三端互聯(lián)”。所有的功能都可在手機(jī)、電腦、平板電腦端實(shí)現(xiàn)。
醫(yī)生端,平臺會(huì)為其提供病例管理、醫(yī)生在線討論、專家學(xué)習(xí)等服務(wù)。柴象飛說,平臺已經(jīng)實(shí)現(xiàn)電子化膠片,可以直接把數(shù)字化的信息還原給患者。
患者端,可讓患者向?qū)<疫M(jìn)行咨詢并獲得實(shí)時(shí)解答,平臺還會(huì)為患者提供影像共享和健康管理服務(wù)。
醫(yī)療機(jī)構(gòu)端,可以通過平臺對接專家資源、存儲并備份影像、跟蹤用戶并享受增值服務(wù)。
相比于影領(lǐng)、iDoctor、銳達(dá)影像等平臺,匯醫(yī)慧影的優(yōu)勢在于利用了分布式云平臺。其利用壓縮、TCP優(yōu)化等技術(shù),讓平臺的云技術(shù)實(shí)現(xiàn)了同傳同看的效果。讀寫分離、分布式部署等實(shí)現(xiàn)了全國各地上傳、閱片。
據(jù)柴象w介紹,平臺對胸部X光片表現(xiàn)出的氣胸、肺結(jié)核、腫塊的自動(dòng)診斷準(zhǔn)確率已經(jīng)達(dá)到95%,對腦核磁影像表現(xiàn)出的腫瘤的自動(dòng)識別率超過85%,對胸部CT影像表現(xiàn)出的肺結(jié)節(jié)的識別率超過85%。
擴(kuò)充數(shù)據(jù)維度,讓AI在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域得到更好的應(yīng)用
柴象飛曾在美國斯坦福大學(xué)癌癥中心、荷蘭癌癥研究所和比利時(shí)魯汶大學(xué)放射科三家世界頂尖的醫(yī)學(xué)影像機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)和就職,具有豐富的臨床知識,掌握了醫(yī)學(xué)影像的分割、存儲、壓縮和管理的核心技術(shù)。
他認(rèn)為,醫(yī)學(xué)影像是人工智能與醫(yī)療領(lǐng)域結(jié)合中最可行且是可能最先走出來的領(lǐng)域。
具體到實(shí)踐中,醫(yī)學(xué)影像基本需要做三件事:一是需要優(yōu)化深度學(xué)習(xí)的方法,二是積累大量的優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù),三是高性能的計(jì)算環(huán)境。“如果三者配齊,就會(huì)讓訓(xùn)練模型達(dá)到一個(gè)相對自我學(xué)習(xí)和不斷提高的狀態(tài)。”柴象飛告訴創(chuàng)業(yè)邦(微信搜索:ichuangyebang)。
所以在技術(shù)層面上,匯醫(yī)慧影將影像云、閱片服務(wù)以及智能診斷相結(jié)合,通過閱片獲取結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù),提供給深度學(xué)習(xí)引擎進(jìn)行計(jì)算,并且將計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)后的結(jié)果使用在醫(yī)生的閱片流程中。當(dāng)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)誤判時(shí),醫(yī)生會(huì)糾正診斷結(jié)果并將結(jié)果反饋入系統(tǒng),讓系統(tǒng)進(jìn)行二次學(xué)習(xí)。“通過這樣一個(gè)在線學(xué)習(xí)的閉環(huán),我們將持續(xù)更新有效數(shù)據(jù),持續(xù)提高算法的精度。”柴象飛說。
除了數(shù)據(jù)量上的增加,數(shù)據(jù)維度的擴(kuò)充也是匯醫(yī)慧影正在做的事。
醫(yī)療資源分配的不均衡極大阻礙了當(dāng)前衛(wèi)生行業(yè)發(fā)展。一方面,城市大醫(yī)院積聚了大量的優(yōu)秀的醫(yī)護(hù)人才和高新的醫(yī)療器械,能夠提供先進(jìn),完善的診療服務(wù)。另一方面,基層衛(wèi)生機(jī)構(gòu)專業(yè)人才稀缺、功能不全、服務(wù)質(zhì)量低,在激烈的市場競爭下越來越被邊緣化。政府已把衛(wèi)生信息化建設(shè)作為保障居民平等享有基本公共衛(wèi)生服務(wù)的需要,也是優(yōu)化資源、提高服務(wù)效率、降低成本和醫(yī)療費(fèi)用的需要。項(xiàng)目旨在優(yōu)化整合湖南省內(nèi)的醫(yī)療資源,實(shí)現(xiàn)跨機(jī)構(gòu)的醫(yī)療信息交換、共享與協(xié)同服務(wù)。
數(shù)字化信息系統(tǒng)在當(dāng)今醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)中的作用日益突出醫(yī)院信息系統(tǒng)包括了輔助教學(xué)系統(tǒng),影像存盤與通信系統(tǒng)(Picture Archiving and CommunicationSystems, PACS)等。這些信息系統(tǒng)的應(yīng)用,使得病人的電子病歷,醫(yī)學(xué)影像等診療信息能便捷的在醫(yī)院各個(gè)診斷部門之間快速傳輸。計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描技術(shù)),超聲影像(Ultrasonography, US),磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)等成像技術(shù)將釆集的生理信息數(shù)字化存儲,取代了原始的膠片存儲方式。數(shù)字化的醫(yī)學(xué)信息通過醫(yī)療信息共享平臺提供的協(xié)同服務(wù),使得遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷服務(wù)得以實(shí)現(xiàn),同時(shí)也方便了醫(yī)學(xué)影像在教學(xué)、科研中的應(yīng)用研究。在享受到醫(yī)療信息共享平臺帶來的便利與巨大效益的同時(shí),信息共享平臺也面臨相當(dāng)大的安全挑戰(zhàn)。數(shù)字化醫(yī)學(xué)信息在公用網(wǎng)絡(luò)中傳輸時(shí),存在數(shù)據(jù)包丟失、非法用戶截取、篡改以及在未授權(quán)的情況下非法拷貝和分發(fā)醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)等風(fēng)險(xiǎn)。由此可能引發(fā)患者隱私泄露,醫(yī)學(xué)影像被篡改帶來的誤診以及醫(yī)學(xué)影像的版權(quán)糾紛等問題。因此,對共享的數(shù)字信息進(jìn)行真實(shí)性,完整性的認(rèn)證,對病人的隱私信息以及醫(yī)學(xué)影像的版權(quán)歸屬給予保護(hù)就顯得尤為重要。在醫(yī)療信息共享與協(xié)同服務(wù)平臺的建設(shè)過程中,增強(qiáng)平臺數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?已經(jīng)成為迫在眉睫的問題。
在信息技術(shù)飛速發(fā)的趨勢下,當(dāng)前醫(yī)療信息系統(tǒng)主要通過傳統(tǒng)密碼學(xué)技術(shù)來保障數(shù)據(jù)的安全性的策略面臨著各種局限加密手段僅能夠確保秘密數(shù)據(jù)從發(fā)送端到達(dá)接收端的安全。一旦合法接收者解密數(shù)據(jù)以后,即可對解密后的數(shù)據(jù)進(jìn)行非法的篡改或分發(fā)。由于拷貝后的數(shù)字作品與原作品完全一樣,因此無法鑒定作品是否為盜版作品。此時(shí),傳統(tǒng)加密技術(shù)則無法在技術(shù)層面對數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)和鑒別。此外,傳統(tǒng)的加密技術(shù)往往通過一個(gè)單向函數(shù)產(chǎn)生作品的數(shù)字簽名,并將信息與簽名一起提供給接受方驗(yàn)證真實(shí)性和完整性。而數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)容易遭受到信息丟失或篡改。加密技術(shù)只能簡單驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否完整,無法確定遭受攻擊的數(shù)據(jù)區(qū)域。
數(shù)字水印作為一種新安全手段在數(shù)字作品安全認(rèn)證,版權(quán)保護(hù)等應(yīng)用中有著廣泛應(yīng)用對區(qū)域醫(yī)療信息共享與協(xié)同服務(wù)平臺中不同資源之間的交換與訪問過程,需要對醫(yī)療資源的所有權(quán)保護(hù)、所有權(quán)認(rèn)定、連帶利益與責(zé)任進(jìn)行控制和保護(hù)。本文主要研究了可保護(hù)醫(yī)學(xué)影像版權(quán)的相關(guān)水印技術(shù)。從而為激勵(lì)醫(yī)療信息資源的擁有者可以在嚴(yán)格的信息安全保護(hù)下能夠較為積極、主動(dòng)、有償?shù)墓蚕碜约旱馁Y源信息創(chuàng)造技術(shù)條件。
1.2主要研究內(nèi)容
本文的主要研究內(nèi)容如下:
1.介紹了數(shù)字水印技術(shù)基本知識。介紹了醫(yī)學(xué)影像的發(fā)展?fàn)顩r以及其對水印質(zhì)量荀求的特點(diǎn)。回顧了近年來國內(nèi)外醫(yī)學(xué)圖像相關(guān)水印技術(shù)的發(fā)展。為了解決醫(yī)學(xué)圖像因水印嵌入而引起的質(zhì)量下降,根據(jù)所參閱文獻(xiàn)釆取了基于非感興趣區(qū)域有損水印技術(shù)和可逆水印技術(shù)兩種策略分別實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)圖像的版權(quán)保護(hù)。
2.從變換域水印技術(shù)著手,借鑒傳統(tǒng)有損水印技術(shù)對醫(yī)學(xué)圖像實(shí)現(xiàn)版權(quán)保護(hù)。研究了二維離散余弦變換,探討人眼視覺系統(tǒng)對離散余弦域不同頻率系數(shù)敏感度之間的區(qū)別。為了增強(qiáng)水印圖像的安全性,研究了相關(guān)置亂變換技術(shù)。為了增強(qiáng)水印嵌入和檢測的安全性,引入了中國剩余數(shù)定理調(diào)整余弦域系數(shù)嵌入水印和解碼水印。對JPEG壓縮原理進(jìn)行了探討,幫助水印嵌入流程中選擇合適的嵌入?yún)^(qū)域來獲得較好的圖像質(zhì)量和抗壓縮攻擊的能力。
3.從空域可逆水印算法著手,選取抗攻擊能力較好的塊差值算法應(yīng)用于版權(quán)保護(hù)。對醫(yī)學(xué)圖像塊差值分布范圍過大,不如自然圖像集中的特征,提出了改進(jìn)的塊選取策略來增強(qiáng)水印的透明性和改善溢出。針對彩色醫(yī)學(xué)圖像多通道的特點(diǎn),通過冗余嵌入并引入投票理論來提高算法抗噪聲攻擊能力。通過實(shí)驗(yàn)分析了算法關(guān)鍵參數(shù)的選取,以及這些參數(shù)對算法透明性,魯棒性以及嵌入容量指標(biāo)的影響。
第二章數(shù)字水印技術(shù)及其在醫(yī)學(xué)圖像中的應(yīng)用
隨著信息技術(shù)迅猛發(fā)展,將數(shù)字水印技術(shù)應(yīng)用到數(shù)字醫(yī)學(xué)影像的安全傳輸機(jī)制中有著迫切的需要。然而,常規(guī)的水印算法如空域最低有效位算法,雙集法頻率的擴(kuò)頻水印算法等大多針對普通的多媒體數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的水印算法往往更關(guān)注水印信息的隱藏以及在解碼端的有效檢測和提取上。而對于水印信息的嵌入造成的數(shù)字作品的輕微質(zhì)量下降往往不必關(guān)注。因此,本章介紹了醫(yī)學(xué)影像對于圖像質(zhì)量的嚴(yán)格要求的特點(diǎn),進(jìn)而引出了基于ROI劃分的水印技術(shù),和可逆水印技術(shù)。最后,給出了水印技術(shù)在醫(yī)學(xué)圖像中的可能應(yīng)用場景。
三級甲等醫(yī)院高速螺旋CT,大場強(qiáng)MRI,各類彩色多普勒超聲設(shè)備均已成為常規(guī)配置。就設(shè)備投入和規(guī)模來看,不同區(qū)域間的醫(yī)院已經(jīng)拉近了距離。但另一方面,相關(guān)從業(yè)人員的水平、能力并未縮短差距。產(chǎn)生的直接后果,就是設(shè)備利用率不平衡,臨床服務(wù)效能不平衡,患者得到的服務(wù)也不平衡。所以,醫(yī)學(xué)影像要得到持續(xù)、健康的發(fā)展,就要將重心放在學(xué)科建設(shè)上,放在人才培養(yǎng)上,內(nèi)外兼修,正本清源,均衡放展。同時(shí),要充分利用現(xiàn)代通訊與網(wǎng)絡(luò)技術(shù),加強(qiáng)業(yè)務(wù)幫建和交流。也有人建議,建立多中心的影像數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)適時(shí)在線服務(wù)與區(qū)域內(nèi)的資源共享[5]。這里,有一個(gè)成功的實(shí)踐案例和大家分享,2012年4月,位于陜北的延安大學(xué)附屬醫(yī)院(三級甲等)、延安市洛川縣醫(yī)院(二級甲等)、洛川縣槐柏鎮(zhèn)中心衛(wèi)生院,建立了基于云計(jì)算技術(shù)的遠(yuǎn)程PACS系統(tǒng)。三地所有數(shù)據(jù)適時(shí)上傳系統(tǒng)服務(wù)器實(shí)行統(tǒng)一管理。在“云”端下,所有終端完全數(shù)據(jù)開放。在實(shí)地測試中,鎮(zhèn)衛(wèi)生院技術(shù)人員(因規(guī)模限制,不設(shè)診斷人員),對一位當(dāng)?shù)卮迕衽臄zDR胸片。由位于縣醫(yī)院放射科值班人員進(jìn)行診斷,發(fā)現(xiàn)左上肺異常高密度影,不能排除活動(dòng)性結(jié)核灶。線上發(fā)出會(huì)診要求。位于延安大學(xué)附屬醫(yī)院的影像醫(yī)師,立即調(diào)閱患者影像,確定系機(jī)化性病灶。該村民留在當(dāng)?shù)赜^察治療,無需轉(zhuǎn)診。在15分鐘內(nèi)完成診斷與會(huì)診過程。云計(jì)算使得大型數(shù)據(jù)的傳輸與管理,更為便捷,使醫(yī)學(xué)設(shè)備與人員不平衡現(xiàn)狀的改善成為可能。
2質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)的不平衡
與其他臨床學(xué)科不同,醫(yī)學(xué)影像的設(shè)備研發(fā)集中于幾家全球性的供應(yīng)商,由于多年來激烈的競爭態(tài)勢,其質(zhì)量的進(jìn)步日新月異。但同時(shí),由于設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并非來自于統(tǒng)一的行業(yè)協(xié)會(huì),加之它們的技術(shù)路線有同質(zhì)性,又有差異性。以MRI為例,GE、SIEMENS、PHILIPS等公司的設(shè)備都會(huì)有一套標(biāo)準(zhǔn)命名。同樣的自旋回波序列,名稱就有三個(gè)。當(dāng)然,對于這個(gè)問題的看法應(yīng)當(dāng)一分為二,公司間的競爭存在雙刃劍效應(yīng),即:一方面,各公司間的競爭及必要的商業(yè)保護(hù),可以不斷提升診斷設(shè)備的性能,有助于疾病的準(zhǔn)確、有效診斷和預(yù)后評價(jià);另一方面,由于缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),可能會(huì)給臨床工作和教學(xué)工作帶來不必要的麻煩。在全國性的學(xué)術(shù)會(huì)議上,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)這樣一種現(xiàn)象,某分會(huì)場舉行學(xué)術(shù)報(bào)告,聽者要搞清楚,是關(guān)于頻譜CT內(nèi)容(GE設(shè)備),還是于雙能CT內(nèi)容(SIE-MENS設(shè)備),選聽和自身設(shè)備相同的學(xué)術(shù)內(nèi)容,可能才有收獲。這也成為近年來學(xué)術(shù)會(huì)議的一大特色。技術(shù)解決問題的辦法關(guān)鍵是保持兩者間的平衡。另外,中華放射學(xué)會(huì)等行業(yè)組織在這一方面,也可以做一些指南性的引導(dǎo)和規(guī)范。可以在相當(dāng)程度上消除不利影響。使醫(yī)學(xué)影像學(xué)術(shù)研究盡可能回歸學(xué)術(shù)本體范疇內(nèi)。當(dāng)然,從業(yè)人員,也要努力了解不同設(shè)備的技術(shù)本質(zhì)和技術(shù)特色。實(shí)際上,許多醫(yī)院的設(shè)備引進(jìn),走的也是多品牌策略,以加強(qiáng)技術(shù)的互補(bǔ)性。
3診斷與治療發(fā)展的不平衡
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