数字图像处理技术在医学领域的应用

郭宽

文章编号：2095-6835（2016）13-0106-01

摘 要：医学影像技术涉及到了诸多领域的新兴技术，是多种前沿科技融合而成的产物，也是进行医学研究以及临床阶段的医学实验所必需的一种手段。主要对计算机图像处理技术在实际医疗中的使用情况，以及使用计算机技术来帮助医生对患者进行治疗的实际状况进行了阐述。

关键词：图像处理技术；计算机技术；医学图像；计算机辅助诊断

中图分类号：R319 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.13.106

随着科学技术的进步，多学科交叉和融合成为现代科学发展和进步的突出特色和重要途径。医学影像技术作为医学研究和临床医学的重要技术，综合了计算机科学、生物医学、物理学等方面许多新技术，成为近20年医学技术中发展最快的技术之一。通过应用计算机图像处理技术辅助医学诊断与治疗，在很大程度上提高了诊疗质量，其已成为当今的热点研究之一。

1 计算机技术在临床医学中的应用

1.1 计算机辅助诊断

Ledley在1966年首次提出“计算机辅助诊断”的概念，经过多年的发展之后形成了现在的计量医学。而将CAD技术应用于医疗诊断之中需遵循以下流程：临床取得计算机影像资料—在电脑上进行数据库比对和数据分析—就此情况给出相应反馈。之前的专家系统绝大多数情况下都会使用概率统计的方法来得出结论，但随着计算机技术的不断发展，越来越多的前沿科技被引入专家系统中，使专家系统成为眼下最为常用的辅助诊断系统。CAD技术的应用是目前医学影像诊断这门学科的主要研究方向之一，由于其计算计量的精确度相当高，可以多次重复使用，没有工作时间限制等特点，目前已经被应用于肺结节性病变、乳腺癌等疾病的早期诊断中。这样，不仅可以在疾病早期及时发现并且确诊，还在很大程度上提升了诊断的准确度，将诊断阶段出现问题的概率降到最低，使临床医疗的诊断变得更加精准。

1.2 计算机辅助外科手术

计算机辅助外科手术（Computer Aided Surgery，CAS）是将现代化的数字影像技术应用到外科手术过程中的产物。首先运用相关设备取得患者伤病处的二维数字影像，而后使用计算机解析这组影像，模拟手术过程，从而帮助医生在手术之前进一步确定手术方案，有助于预防在手术中可能出现的突发情况。使用图像技术对原始二维影像进行进一步处理可以取得品质更高的图像，有助于医生对患者病情细节的确认。这在很大程度上提升了临床手术的安全性。

1.3 虚拟内窥镜技术

虚拟内窥镜技术是将虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）应用到临床医学领域的一种手段。虚拟内窥镜（Virtual Endoscope，VE）是利用CT或者超声波技术来获取人体内部的二维影像的，而后使用计算机技术还原为三维的立体影像。这样可以无差别地在计算机上模拟患者体内的实际情况，从而获取类似于内窥镜但远远要比内窥镜安全、精确的效果。这种方法使病人不再承受内窥镜设备所带来的种种不适，而且还在很大程度上拓宽了医疗检查范围。医生可以运用这项技术深入检查原先无法使用内窥镜技术检查的部位，因此，这项技术在临床医疗方面有着十分广阔的发展前景和十足的潜力。

2 医学图像技术的应用研究

2.1 医学图像技术的种类

在临床医学中，所用到的影像资料种类繁多，有处于静态组织的结构影像，还有人体内部的动态图像和功能性影像。依照成像方法的不同，可以将图像分为多个种类，而使用不同的成像则可以检查出病人不同位置的病变。因此，依照临床医学应用的实际情况，可以将医学图像技术分为两大类，即结构影像技术和功能影像技术。结构影像技术主要用于获取人体内部待解剖组织的内部结构成像。这一技术的应用可以使医生非常方便且直观地观察到患者体内的实际情况。而功能影像技术则是将图像作为信息的载体，通过图像的变化来反映患者体内某些器官的运作情况。由于某些疾病属于早期，单纯从组织结构上看并没有任何变化，但如果运用功能影像技术则可以在第一时间发现患者体内存在的病变，并及时治疗。

医学图像的最终目的就是为医生提供更为直观的图像，借此来帮助医生准确地对患者进行诊断。在这一过程中，怎样在前置设备既定的情况下进一步提高图像的质量，以便医生从图像中获取更多有用的信息，仍是一个需要去研究的问题。除此之外，由于所有患者的身体情况均不相同的，我们无法建立一个既定的数据模型，因此，怎样在实际条件较为复杂的情况下更好地应用这一技术是从业人员需要思考的问题。

2.2 医学图像的处理技术

2.2.1 图像分割技术

在对获得的医学图像进行二次处理的过程中，图像分割是将特定的病变组织进行分割之后再进行三维模型重构非常关键的一个环节。图像分割可以将获取的图像根据其包含信息的重要程度划分为诸多不同的区域，而后根据其重要性寻找。这一技术被广泛应用于部分组织产生病变的疾病诊断中。

2.2.2 医学图像配准

在对获得的医学图像进行二次处理的过程当中，往往要综合多种成像的数据资料，以求得到最为全面的数据信息。而想要做到这一点，首要的步骤就是将从多种角度获得的图像与患者体内实际的空间区域进行对照。这一步被称为“图像配准”。图像配准是进行图像融合操作之前的必要操作。最近几年，这一技术也成为了热门研究项目之一。

2.2.3 医学图像融合

每一种影像设备都可以提供不同角度的信息。结构影像在绝大多数情况下被用于获取组织或者器官的内部结构图， 而功能图像则可以展现组织器官的新陈代谢状况，将多个角度的图像相互融合并加以处理，就可以得到具有较高参考价值的结合了生理活动情况以及器官组织结构图的信息图像，这有助于医生获得更加全面和详细的医疗信息。

3 结束语

本文对计算机图像技术在临床医学方面和现代医学研究方面的实际情况进行了分析，并对其未来的发展前景与发展潜力进行了展望，着重对图像处理技术在医学影像研究方面的作用进行了分析。随着信息技术在医学影像中应用范围的不断拓宽，借助这一手段全面提高临床医学的手术成功率和诊断水准，将会是未来一段时间内临床医学界最热门的研究方向之一。

参考文献

[1]袁超，赵彤，敖育健，等.生物显微镜数字图像白平衡的影响因素研究[J].医疗卫生装备，2015，36（5）：95-97.

[2]黄骥斌，曾婷婷，郭曼英，等.CellaVision DM96自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用[J].检验医学，2012，27（4）：299-303.

〔编辑：刘晓芳〕