随着信息技术的快速发展,现代图像处理技术与国民经济的发展紧密相连。其在理论和应用上都取得了重大进展,存测绘、矿山勘探、军事和公安等诸多领域发挥着重要作用。在医学领域,自显微镜问世以来,对一些图像的分析已成为医学研究中的重要方法,许多新型成像技术和设备的出现以及电脑技术的发展,使得医学图像处理技术对医学研究及临床实践的作用和影响日益增大,其结果使临床医生对人体内部病变部位的观察更直接和清晰,提高了确诊率。因此,医学图像处理技术一直受到国内外有关专家的高度重视。现对医学图像的处理及发展进行综述。

  1 医学图像处理技术

  1.1 图像分割

  图像分割是图像处理与图像分析中的一个经典问题,就是一个根据区域间的相似或不同把图像分割成若干区域的过程,主要以各种细胞、组织与器官的图像作为处理对象。从分割操作策略上讲,可以分为基于区域生成的分割方法,基于边界检测的分割方法和区域生成与边界检测的混合方法。

  近年来,随着其他新兴学科的发展,产生了一些全新的图像分割技术。如基于模糊理论的方法,基于知识分割的方法,基于神经网络的方法,基于j维可视化系统结合Fast Marching算法和Watershed变换的医学图像分割方法等。图像分割可以帮助医生将感兴趣的部位提取出来,对病变组织进行定性及定蜒的分析,以提高医生诊断的准确性和科学性。虽然已有研究通过医学图像的自动分割区分出所需的器官、组织或找到病变区的方法,但是由于人体解剖结构的复杂性和功能的系统性,目前现成的软件包一般无法完成自动的分割,需要解剖学方面的人工干预。

  1.2图像配准

  图像配准是图像融合的前提,是公认难度较大的图像处理技术。也是决定医学图像融合技术发展的关键技术。要求配准的结构能使两幅图像上所有的解剖点,或至少是所有具有诊断意义以及手术区域的点都达到匹配,使一幅图像上同时表达来自多种成像源的信息,以便医牛做出更加准确的诊断或制定出更加合适的治疗方法。图像配准的方式可以概括为相对配准和绝对配准两种:相对配准是指选择多图像中的一张图像作为参考图像,将其它的相关图像与之配准,其坐标系统是任意的。绝对配准是指先定义一个控制网格,所有的图像相对于这个网格来进行配准,也就是分别完成各分量图像的几何校正来实现坐标系的统一。

  近年来,国内外在图像配准方面研究很多,如几何矩的配准、利用图像的相关系数、样条插值等多项式变换对图像进行配准。一些新算法,如基于小波变换的算法、统计学参数绘图算法、遗传算法等,在医学图像上的应用也在不断扩展。向快速和准确方面改进算法。使用最优化策略改进图像配准以及对非刚性图像配准将成为今后医学领域图像配准技术的重点研究方向。

  纵观图像分割方法的发展,新的分割方法的研究将主要以自动、精确.快速、自适应等几个方向作为研究目标,加强经典分割技术与现代分割技术的综合利用。

  1.3图像融合

  图像融合的主要目的是通过对多幅图像问的冗余数据的处理来提高图像的可读性。对多幅图像间的互补信息的处理来提高图像的清晰度。利用可视化软件对多种模态的图像进行图像融合,可以准确地确定病变体的空间位置、大小、几何形状屡它与周围牛物组织之间的空间关系,从而及时高效地诊断疾病。目前的图像融合技术可以分为两类:一类是以图像像素为基础的融合方法;另一类是以图像特征为基础的融合方法。以图像特征为基础的融合方法在原理上不够直观且算法复杂,但实现效果较好。

  在图像融合技术研究中。不断有新的方法出现,其中小波变换、基于有限元分析的非线性配准以及人T智能技术在图像融合中的应用将是今后图像融合研究的热点与方向。随着i维重建显示技术的发展,三维图像融合技术的研究也越来越受到重视。三维图像的融合和信息表达,也将是图像融合研究的一个重点。

  2图像处理技术发展趋势

  医学图象处理技术作为提升现代医疗诊断水平的有力依据,使实施风险低、创伤性小的手术方案成为可能,必将在医学信息研究领域发挥更大的作用,在计算机图像处理领域受到更多关注。

  计算机技术的迅速发展和图形图像技术的日渐成熟,使得这些技术逐步渗透到医学领域中,开创了数字医疗的新时代。图像处理技术和计算机技术密不可分,随着计算机技术的超高速发展,图像处理系统的更新换代速度也明显加快。在众多新技术中,图像处理网络化的影响无疑是巨大的。知识的挖掘、图像的浏览、基于内容的查询、以网络为中心的系统结构等挑战性的新课题不断涌现,网络化使图像处理技术提高到了一个新高度。图像处理的网络化已经成为不可阻挡的历史潮流。同时,图像处理又具有复杂化,人体本身就是一个神奇充满奥秘的机体,各种细胞、组织和器官的研究都是相当复杂的。图像界对现存的这些复杂问题已进行了多年探索并积累了一定经验,相信随着图像处理技术的快速发展,这些复杂问题将会出现新突破。

  3总结

  随着医疗技术的蓬勃发展,对医学图像处理提出的要求也越来越高。有效地提高医学图像处理技术的水平、与多学科理论的交叉融合,加强医务人员和计算机理论技术人员之间的交流,图像处理技术将朝高速、高分辨率、立体化、多媒体、智能化和标准化方向发展,在计算机技术高度发达的信息时代,使图像处理在临床研究及疾病治疗方面开创一个新纪元。

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