數(shù)字圖像處理在醫(yī)學(xué)影像方面的運(yùn)用

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【摘要】目的：本文深入探討了數(shù)字圖像處理在醫(yī)學(xué)影像方面的應(yīng)用。方法：挑選了8例肺癌患者，對(duì)所有患者均進(jìn)行CT檢查以及PET全身影像，經(jīng)過(guò)ps軟件處理，最終進(jìn)行圖像的輸出，獲得的PET和CT融合圖像。結(jié)果：CT影像經(jīng)過(guò)PS軟件處理之后圖像更加清晰。結(jié)論：為了能夠從醫(yī)學(xué)影像中獲得更多的生物信息，需要對(duì)醫(yī)學(xué)影像產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字圖像；醫(yī)學(xué)；影像

1研究對(duì)象及方法

在本次研究過(guò)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(guò)手術(shù)以及組織病理檢驗(yàn)證實(shí)這八位患者均換有肺癌，所有患者均進(jìn)行CT檢查以及PET全身影像。兩項(xiàng)檢查之間的間距不超過(guò)一周。其中，PET中采用的是PET儀，需要患者在檢查之前進(jìn)食六小時(shí)，注射麻醉劑，一小時(shí)后平躺呼吸進(jìn)行透射掃描交替進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。CT檢查所使用的是GELightspeedultraspiralCT?；颊咂磷『粑筮M(jìn)行胸部的掃描。數(shù)據(jù)傳輸過(guò)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?jì)算機(jī)傳入pc客戶端。對(duì)于CT圖像需要進(jìn)行三維重建，可以利用三線性內(nèi)插法來(lái)獲取三維容積數(shù)據(jù)。在像素轉(zhuǎn)化時(shí)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(guò)ps軟件處理之后來(lái)獲得256個(gè)灰度級(jí)的像素灰度值，最終要進(jìn)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(shù)來(lái)進(jìn)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(jì)算機(jī)屏幕上，也可形成多種文件格式進(jìn)行儲(chǔ)存。

2研究結(jié)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(guò)Ps軟件處理之后的CT影像。比較兩種CT影像最終要進(jìn)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(guò)程中的步驟如下所示：首先，在計(jì)算機(jī)界面運(yùn)行ps軟件打開(kāi)最初的圖片左圖像，點(diǎn)擊調(diào)整之后，打開(kāi)曲線對(duì)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(lái)調(diào)整圖像的亮度，對(duì)比度等，在這個(gè)對(duì)話框中，紅色標(biāo)代表源圖像的色調(diào)，而縱坐標(biāo)代表調(diào)整之后圖像的色調(diào)，在進(jìn)行曲線調(diào)整過(guò)程中，首先需要在曲線上的點(diǎn)單擊，并左鍵拖動(dòng)即可改變曲線的形狀，當(dāng)曲線向左彎曲時(shí)，表示色調(diào)變亮，反之色調(diào)變暗。點(diǎn)擊低值區(qū)域的某個(gè)點(diǎn)并拖動(dòng)曲線可以看到圖像會(huì)隨著拖動(dòng)范圍而發(fā)生變化，清晰度也會(huì)發(fā)生一定程度的變化。除此之外，還需要調(diào)整不同的點(diǎn)的調(diào)整曲線，直到最CT圖像呈現(xiàn)最理想化，點(diǎn)擊確定之后，就可以完成圖像的調(diào)整。通過(guò)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(jié)構(gòu)的關(guān)系，將這種交互式的三維容積圖像能夠利用計(jì)算機(jī)ps軟件進(jìn)行處理前，對(duì)于計(jì)算機(jī)的性能要求不高，計(jì)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(xué)影響中常用的PET和CT圖像可以融合為PET圖像來(lái)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(jié)構(gòu)的解剖關(guān)系。然而，通過(guò)計(jì)算機(jī)ps軟件對(duì)PET-CT圖像進(jìn)行計(jì)算和處理，能夠提高影像人員對(duì)于患者診斷的準(zhǔn)確性，具有一定的臨床價(jià)值。

3計(jì)算機(jī)對(duì)醫(yī)學(xué)影像的重要性

從根本上來(lái)說(shuō)現(xiàn)在醫(yī)學(xué)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(shù)來(lái)進(jìn)行采集醫(yī)學(xué)成像的數(shù)據(jù)，遵循一定的數(shù)學(xué)方法來(lái)重建數(shù)字圖像，因而需要深入分析醫(yī)學(xué)圖像所隱藏的信息，并控制好圖像質(zhì)量。然而，對(duì)于影像人員來(lái)說(shuō)，僅具備醫(yī)學(xué)知識(shí)是不夠的，還需要具備有關(guān)計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)知識(shí)等相關(guān)理論作為保障。我們從醫(yī)學(xué)影像的顯示器上可以準(zhǔn)確看出每條線，每幅圖片和動(dòng)態(tài)圖，然而對(duì)于計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，會(huì)將這些圖像作為數(shù)據(jù)，進(jìn)行可操作二進(jìn)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(jué)，也就是構(gòu)成了不同的數(shù)字圖像。在醫(yī)院中常見(jiàn)的CT影像是一種體層像，首先需要通過(guò)一定的方法收集體層投影數(shù)據(jù)，然后通過(guò)數(shù)學(xué)算法比如濾波反投影法，對(duì)所收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)而能夠得到CT像。由于在二維數(shù)據(jù)中相對(duì)應(yīng)的每個(gè)數(shù)據(jù)都為整數(shù)，因此，在CT圖像的灰度分布中，每一個(gè)區(qū)域代表一個(gè)灰標(biāo)，也被稱為是像素，像素矩陣構(gòu)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(diǎn)來(lái)看，能夠進(jìn)行多種后期處理，具有較強(qiáng)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(gòu)成的，單位面積內(nèi)如果數(shù)字圖像的像素?cái)?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(jìn)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(duì)亮度值較低的圖像分辨能力比較弱，因而會(huì)認(rèn)為這種圖像左成像的質(zhì)量較差，然而隨著ps軟件的應(yīng)用，能夠調(diào)整圖像的亮度，使我們能夠隨意進(jìn)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(duì)比度。數(shù)字圖像中d的對(duì)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(duì)于圖像的對(duì)比度越強(qiáng)，便于分辨圖像內(nèi)容，有效使用計(jì)算機(jī)ps軟件，可以適當(dāng)提高圖像的對(duì)比度這種數(shù)字圖像處理技術(shù)不僅能夠優(yōu)化圖像效果，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)三維圖像的圖像重建，以及定量估值進(jìn)行后期處理。從醫(yī)學(xué)影像特點(diǎn)上來(lái)看。目前醫(yī)學(xué)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(xué)影像的灰度分布，都是有人體部分參數(shù)設(shè)置來(lái)決定的。通常如果對(duì)比度較小，那么會(huì)是得相鄰的灰度差也較小，而由于人類對(duì)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(guò)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(jié)利用計(jì)算機(jī)軟件，比如ps能夠?qū)︶t(yī)學(xué)影像進(jìn)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(lái)說(shuō)，除了要具備一定的醫(yī)學(xué)知識(shí)之外，還需要掌握數(shù)字圖像處理技術(shù)，以便更好地服務(wù)于臨床治療。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]葉桐,羅微,任重貴,等.數(shù)字圖像處理技術(shù)在醫(yī)學(xué)圖像中的應(yīng)用淺析[J].醫(yī)藥:00174-00176.

作者：張宗斌 單位：湖北省宜昌市第二人民醫(yī)院