计算机在医学超声成像中的应用

摘要:文章介绍了超声领域中计算机的应用,探讨了医学领域超声图像处理的方法和医学图像存档及通信系统(PACS)。关键词:医学超声成像;计算机应用;图像处理;医学图像存档及通信系统 中图分类号:TP399文献标识码:A文章编号:1007-9599(2010)13-0000-01 一、计算机
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  摘要:文章介绍了超声领域中计算机的应用,探讨了医学领域超声图像处理的方法和医学图像存档及通信系统(PACS)。关键词:医学超声成像;计算机应用;图像处理;医学图像存档及通信系统


  中图分类号:TP399文献标识码:A文章编号:1007-9599(2010)13-0000-01


  一、计算机在超声图像处理中的应用


  超声数字图像处理包括超声图像的图像增强,图像的恢复,图像编码,图像的分析和图像的重建等内容。本文仅从图像的视觉效果进行探讨计算机在超声数字图像处理中的应用。


  (一)平滑处理图像。对图像进行平滑处理,主要是为了尽量减少噪声对其造成的影响,理论上讲,B超探头所获得的同一个部位的静态脏器图像都具有形似的灰度值,但是,在现实应用中,其会不可避免的受到噪声的干扰,噪声对某帧图像和任意像素的影响是一定的,其一般也被看作是孤立的。为了尽可能的减少或者避免这种干扰造成的影响,通常采用领域平均法和帧平均法这两种图像空域处理方法。所谓领域平均法,不论像素内是否包含噪声,总是使用和相邻行的像素的灰度平均值对当前行进行赋值。也即是当前显示灰度值的像素,是已扫描的前一行和当前行的相应色素的平均值。这主要是因为噪声干扰的非相关性和行间图像信息的相关性,经过平滑处理后噪声干扰会减少一半。帧平均法,是让相邻帧图像之间进行这种平滑。


  (二)伪色彩处理。由于人眼分辨灰度的能力是很有限的,而对于彩色图像人眼可以分辨上千种,但是对于B超诊断仪得到的是灰度图像,如果不同等级的灰度差被不同的色彩替换掉,图像的增强效果则会更加明显,从而灰度差较小的像素也很容易识别,提高了观察者识别B超信息的能力,这种使用色彩差代替灰度差的方法称为伪彩色处理。


  灰度切割法的色彩变换,就是按照灰度等级将一幅图像的切割着色的方法。以取4位字长的像素灰度值为例,从高到低将其4位码进行排序,并分别传送到B,G,R,Y这4个通道,这样就能够得到这4中颜色的变化。


  (三)对比度增强处理图像。将图像的分散密集的灰度变的相对稀疏采用的就是图像的对比增强处理技术,这样可以使得在图像中原本不易被察觉的细节能够很清楚的显示出来,达到明显的增强效果。图像中的亮的部分和暗的部分关系着图像中的对比度。图像显示对比度低的情况是图片中大部分是亮点或者是大部分都很暗淡,图像的对比度高指的是图像中的亮点部分和图像中的暗淡部分比例相当。图像的对比度低,是有限范围的灰度造成的。从图像的直方图上可以很清晰的看见图像的像素比较集中于某一部分,并且是可利用像素占的比例少,动态范围相应的也小。在对B超图像进行处理前,首先要确定检查的范围,然后再利用图像的直方图判断像素比较集中的部分,对此可以拉伸整个图像,使图像的灰度范围动态范围变宽,以此将B超图像中存在的但是看不到的重要信息显示出来。


  二、计算机在超声图像管理中的应用


  除对B超的图像具有处理应用之外,计算机在医学领域还有更重要的应用,那就是B超图像的管理。超声图像中计算机对图像的管理主要包括:B超图像的存储,信息的检索,传输和编辑等。


  (一)对图像的存储。在计算机硬盘中将数字图像以文件格式存储,计算机的硬盘80G已经是非常普遍了,80G硬盘就可以存储上万张的灰度图像和彩色图像。


  (二)检索。图像既然以成为文件被存储在硬盘中,因此计算机的多种文件处理方法也将会使用图像文件。图像的检索也就可以按照患者的姓名,日期,病变类型等多种方法进行。


  (三)编辑。图像既然已经存储那就可以打开,并在计算机屏幕上显示,还可以同时打开多张图片进行对比分析,还可以同时对图片进行拼接,编辑,制作教学节目等。


  (四)传输。可以将图片经过互联网在医院内部不同的科室之间传输。比如,可以将B超计算机上的图片传输到手术室的计算机屏幕上,指导手术操作。也可以将图片进行异地传输。


  伴随着计算机技术在医学影像应用中的不断深入和现代医学的不断发展,几年来正逐步形成数字化医院。为医院实现数字化的平台是PACS系统和HIS系统,PACS集成信息系统指的是经过网络获取,存储,管理和显示放射医学图像。PACS主要提供的功能有4个:在会诊,诊断,报告和远程观察医学图像;依据图像的性质找出合适的介质用于存储;通过网络互联将图片用于会诊,诊断,报告和远程的工作站;向用户提供一个集成信息系统。


  下面是一个B超影像高速PC工作站,其具有多种功能,主要有:影像的采集和处理功能,诊断报告书写功能,远程调用功能,专家会诊功能等。经过集线器将工作站可以和存储服务器和部门以太网双绞线直接相连。存储服务器同时也预留了一个DICOM功能,以便和医院的HIS系统相连进行信息之间的交换。B超图像采集工作站的基本系统结构见图1。


  三、计算机在医院超声成像领域的发展趋势


  随着计算机技术和图像处理技术的不断发展,在医学领域中计算机的超声成像技术将会被广泛的深入。其应用也主要体现在以下几个方面:三维成像技术,B超全数字化技术,B超图像处理软件开发,基于计算机的B超诊断仪,超声图像的管理和通信技术。总之,在医学领域中计算机对图像的处理已经成为重要的发展方向。本文来自《中国医学计算机成像》杂志

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