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醫學影像與技術范文1
一、醫學影像設備的維護保養
如今，系統復雜、功能齊全的精密大型的醫療設備廣泛應用于醫院，這些設備的應用促使臨床醫學對患者的疾病診斷的準確率越來越高。因此，防微杜漸，及時發現并排除設備自身的故障隱患，落實積極主動的維護保養措施，減少了DR等設備的維修費用，為醫療工作的順利進行創造良好的設備環境。
醫院的相關人員要及時做好對醫學影像設備合理使用、及時保養與定期維修的工作。首先，醫學影象設備在醫院中的使用率極高，出現故障是在所難免的，但我們遇到醫學影像設備出現故障的情況時，要先檢查一下出現故障的原因，然后實施相應的檢修方法。其次，在日常生活中要合理使用醫學影像設備，要保持良好地操作環境，保持機房空氣流通，定時清潔機房的衛生。像X射線機這樣的設備如果受潮了，會不同程度的導致影像模糊，甚至出現漏電等現象，所以在啟動這些設備之前必須做好相應的干燥處理工作，以確保出現故障。移動醫學影像設備的時候，要盡量保持緩慢移動，禁止強烈過猛的震動，防止相應設備器件的損壞。最后，要定時對醫學影象設備進行維修，及時排除醫學影像設備存在的故障隱患，一年一次或者兩次的定時全面的維修會適當的延長醫學影像設備的壽命。醫學影像設備在運行一段時間后，影像設備的相關性能會發生一定程度的變化，可能會出現誤差等，因此相關人員要定時的對醫學影像設備進行一些參量、電流和電路的測試。例如：對X射線管電流進行測試的時候，如果出現設備電流下降的情況，應首先測量燈絲，不要著急去調節電阻，而應該試圖降低使用的條件或者更換相應的設備。
如何保持醫學影像設備運行狀態良好，保障醫院檢查、治療工作正常進行，是各醫院及每個操作、維護者應當首先考慮和研究的問題。各個醫院在日常的工作中要做好相應的醫學影像設備的維護、保養和檢修的相關工作，通過從小處和細節提高自己醫院的服務質量，提高醫院的醫學水平和口碑。
二、醫學影像設備的管理技術
由于醫學影像設備技術含量高、價格昂貴、應用環境質量要求高、一旦故障停機，對醫院綜合影響大等原因，科學地做好數字化醫學影像類設備的維護與管理是一個重要的、值得探討的問題。
傳統的醫學影像設備管理技術已經無法適應現今醫院管理工作的發展，提高設備管理效率是當務之急。條形碼技術在許多家醫院已經開始采用，將貼于醫學影像設備表面的條形碼記錄的信息通過掃描儀掃入醫院的HIS系統中，這樣可以實現在網上隨時查詢出相關設備信息。醫學影像融合技術的應用促使診斷與治療結合到一起，促進醫院各個科室之間逐漸接近。PACS方便了醫學圖像的傳遞，實現了隨時隨地查閱圖像和無膠片化儲存圖像，提高了醫院的查閱醫學影像的效率。在計算機技術不斷發展的今天，醫學中三維的圖像將成為現實，多影像融合也會廣泛應用到醫院中。
醫學影像設備管理技術在未來將朝著多功能、易操作和方便化的方向發展，更好的服務于醫院，大大提高醫院影像設備的管理效率，提高醫院影像設備的使用效率。
三、物聯網技術在醫學影像設備管理中的應用
應數字化醫療的潮流，目前物聯網廣泛應用于醫療中。例如：采用物聯網對X射線管貼標簽，RFID標簽記錄有X射線管的包裝、消毒、返回日期，種類，數量，編號等具體信息，系統可以通過這個標簽對X射線管進行實時的監控，提高了X射線管的安全性，并能高效快速的排查出X射線管出現問題的原因。RFID在醫學影像設備中的應用，實現了對設備的及時檢查，確保了醫學影像設備的安全，提高了醫院對醫學影像設備的管理效率。
物聯網在很多地區仍處于初級發展階段，它的基本構架、接口和組成部分并沒有統一的標準。在安全方面，物聯網由于設備較復雜，數據量大，監控力度不夠，致使物聯網兼具自身安全與網絡安全與一身。如今，物聯網需求量越來越大，有限的節點導致網絡經常出現堵塞和誤傳的現象，所以建立一個安全強大的物聯網管理系統迫在眉睫。
醫學影像與技術范文2
關鍵詞：醫學影像 技術 新思考
隨著醫學基礎理論、信息科學、醫用物理學、生物醫學工程學以及分子生物學的迅速發展，醫學影像設備的使用越來越廣泛，影像診斷和介入治療不斷拓展新的領域，并向廣深發展。我國地域遼闊，醫療資源分布不均衡，不同醫院的醫學影像技術設備和水平有較大差異，即使在同一醫院也可能使用多種型號的檢查設備。同時影像設備使用是各自為政、相互否定、互相對立，不僅造成資源浪費，更給患者造成巨大的經濟負擔，是導致看病難、看病貴的重要根源之一。而醫學影像技術與臨床學科有著極為密切的關系，也應不斷完善規范化建設，達到診斷治療的要求。要真正做好醫學影像技術規范化建設工作，應重點做好以下幾方面的工作。
一、醫院高層重視，提高對醫學影像認識
首先必須使規范化工作得到各級領導的重視和認同，使各級領導認識到規范化工作的重要性及嚴肅性，對該項工作給予充分重視和支持，使工作順利地開展起來。同時做到責任到人，在具體工作中認真做到定人定崗定責任，這樣只要出現問題就可由相關人員具體負責解決處理。
二、完善各項規章制度，并抓好落實
首先按照國家《執業醫師法》、《護士管理法》、衛生部《放射工作人員健康管理規定》、《大型醫用設備配置與應用管理暫行辦法》等法律法規，嚴格執行有關條例，要求各級各類從事影像技術人員持證上崗，對于新進人員要求具備一定基礎理論的前提下，及時申報重點培訓各類專業許可證，參加有關國家級考試考核，持證后方可正式上崗。各影像科都應有完備的醫療設備質量管理制度、監督機制、故障應急預案、維修檔案等質量管理制度，使影像管理工作做到制度化、科學化、有章可循。設備保養制度、設備維修申請制度、限期修理制度上墻，并抓好落實。對各項檢查的原則、步驟、方法、程序、結果、照片質量、報告書寫規范、發放報告流程、復查流程等等影像檢查進行質量控制，量化管理，以便達到改善影像人員的專業水平，規范各影像檢查的標準化流程以及影像科的科學化管理之目的。
三、加強醫學影像技術人才的素質建設
眾所周知，醫學的發展是以醫學設備的發展為前提的。站在現代醫學影像學知識及技術飛速發展的高度，深刻理解醫學、工程學和技術學的多元結合是當今醫學影像學迅速發展的重要保障?，F代醫學影像學科應以醫師為主，高素質的專業群體，加上各專業合理的梯隊建設是未來科室發達興旺的根本。只有不斷地充實自己，參加各種在職培訓學習、進修深造、遠程醫學教育網絡、專業學術活動等，重點學習與普遍性學習相結合，必要時外派技術骨干到國內外強勢學科進行重點學習，視情況聘請國內外知名專家來院授課，進行普遍性學習。提高自身素質努力去適應，才能進一步進行應用和開發，合理、高效地使用新設備。加強培訓，持證上崗。通過學習提高全體醫、技、護人員對影像工作的認識，從科學角度來看待該項工作。堅持人才是發展第一資源的理念，培養與引進并重，加速培養年輕的后備力量，按照國際慣例進行不同等級醫師、工程師、技師的規范化培養，加快師資隊伍建設步伐，不斷優化影像系統的人才隊伍結構，增大碩士和博士比重，使人才結構合理。
四、合理使用醫學影像設備
要以最小的、合理化的費用達到快而準確地診斷疾病為目的，為患者盡量減少負擔，充分利用先進設備。在影像學領域內各項檢查有很強的互補性和借鑒性，要在應用上盡量做到刪繁就簡，互相補充，這樣可以節省人力、物力、財力，更重要的是能夠提高診斷水平。同時醫生應如何合理使用這些高科技設備，既能準確及時地診斷病情，又能減少患者的經濟負擔，這就必須依據實際情況，掌握各種設備的優缺點，在一定范圍內合理地使用各項影像設備，提高圖像質量。
五、明確醫學影像相關工作流程
扣緊從接診到發報告的每個環節，盡量縮短各環節的耗時，利用信息的傳遞，使每個環節運作流暢。同時對當日工作量、各機房工作量等進行統計，使各影像設備得到更好的發揮。
六、完善醫學影像學診斷報告
醫學影像學診斷報告書的格式是一種形式，它反映的內容必須要符合質量保證與質量控制要求?？v觀目前國內外的診斷報告書，形式各種各樣，大小與繁簡程度也不一致。這就要求醫學影像科室人員要通過審閱病歷，了解病情，全面觀察，系統分析，結合臨床進行鑒別、對照、綜合，按照規范化的基本格式寫出報告做出結論。
七、加強醫學影像的規范化防護
首先應健全防護管理機構及工作人員防護檔案，在勞保、休假上給予照顧，落實責任、常抓不懈。要熟悉設備的性能，掌握設備操作規程和防護知識，堅持使用最優化的原則，購置鉛圍脖、鉛圍裙，添置鉛帽、鉛眼鏡及各種必備的防護用品，對于工作間無鉛門的及時給予安裝，各檢查門前增加電離輻射標志，各機房門外增添有文字注釋的工作指示燈，并和設備聯動。
醫學影像與技術范文3
關鍵詞：圖像融合；醫學圖像；多模態；小波變換
中圖分類號：TP301文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2011)09-2122-04
1 背景知識介紹
圖像融合是指綜合兩個或多個源圖像的信息，以獲取對同一場景的更為精確、全面和可靠的圖像描述。它將不同傳感器所采集到的關于同一目標的多幅圖像，或同一傳感器在不同時間采集到的關于同一目標的多幅圖像，經過一定的圖像處理算法，提取各自的有用信息，生成一幅能夠更加有效地表示目標信息的新圖像。從信息論的角度講，融合后的圖像將比組成它的各個子圖像具有更優越的性能，綜合信息大于各部分信息之和，也就是說，融合的結果應該比任何一個輸入信息源包含更多的有用信息[1]。
圖像融合通過多幅圖像間的冗余數據處理，提高圖像的可靠性；通過對多幅圖像間的處理，提高圖像的清晰度。與單一、孤立的原始圖像相比，經融合得到的圖像更適合人或饑器的視覺特性，可以提供更多的目標信息。比如，由于受到云、煙霧、照明環境以及傳感器固有特性等因素的影響，通過單一傳感器所獲得的圖像信息不足以用來對目標和場景進行更好的檢測、分析和理解．將一些成像條件相同、鏡頭聚焦目標不同的多個圖像，通過圖像融合技術處理可以得到一幅目標清晰的融合圖像[2]。
圖像信息融合按信息抽象程度的不同(也對應完成不同級別的功能)可分為3個從低到高的層次：像素級(原始數據)融合、特征級(或目標級)融合、決策級融合。
圖像融合從配準的圖像出發，經過特征提取、屬性判決而得到融合結果。上述三個層次與圖像工程的三個層次有一定的對應關系，在實際中要根據需要選擇和結合不同層次融合的特點，獲得全局最優的效果。
多模態醫學圖像融合技術是20世紀90年代中期發展起來的一項高新技術，也是當前國內外在醫學圖像處理與分析研究中的熱點之一。醫學圖像融合則是指對醫學影像信息如CT、MRI、SPECT和PET所得的圖像，利用計算機技術將它們綜合在一起，實現多信息可視化，對各種醫學影像起到取長補短的作用。
2 多模醫學圖像融合技術
2.1 多模醫學圖像融合的主要步驟
多模醫學圖像的融合是建立在兩種或多種不同模態醫學圖像配準基礎之上的，它可歸納為三步，如圖1所示。
第一步是預處理。對獲取的兩種或多種圖像數據分別進行去噪、增強以及分割圖像特征的提取等處理，統一兩種數據格式、圖像大小和分辨率，對序列斷層圖像做三維重建和顯示；第二步是配準。配準是指對圖像尋求一種或一系列空間變換，使它與另一圖像上的對應點達到空間上的一致。配準主要解決的問題是兩幅圖像之間的幾何位置差別，包括平移、旋轉和比例縮放等基于對特征空間、相似性準則和搜索策略的不同選擇，配準方法可分為基于全局域準則的方法、頻域傅立葉法、基于特征的匹配法和基于彈性模型的匹配法；第三步是融合。圖像在空間域配準后便可選擇不同的融合算子和融合規則進行融合。本文主要討論第三步融合，以下介紹的各種融合技術都是在配準之后的基礎上進行的。
2.2 醫學圖像融合算法
目前常用的醫學圖像融合技術包括：加權平均法、多分辨金字塔法、小波變換法、基于假彩色技術的融合算法及基于調制技術的融合算法等。下面就其中幾種方法作進一步的說明，由于基于小波變換的方法在圖像融合技術中的重要性，將在下一節詳細介紹。
2.2.1 簡單圖像融合方法
像素灰度值極大(小)法：設g1(x, y), g2(x, y)為兩幅輸人圖像，f(x, y)是融合圖像。則像素灰度值極大法為f(x, y) = max{g1(x, y), g2(x, y)}
此方法只需要對兩幅配準圖像取對應點的極大值即可。像素灰度值極小法思想相同，只須取原圖像對應點的極小值即可。這些方法簡單，效果一般，應用有限。
加權平均法：加權平均法同是一種最簡單的多幅圖像融合方法，也就是對多幅圖像的對應象素點進行加權處理。這種方法的優點是簡單直觀，適合實時處理，但實現效果及效率較差，其難點主要在于如何選擇權重系數。
基于圖像分割的融合方法：這種方法是以一幅待融合的圖像為基準，從另一幅圖像中分割出感興趣的部分(通常是病灶)，然后對兩幅圖像進行配準，建立空間映射關系，將一幅圖像上的特征映射到另一幅圖像上。比如我們可以利用CT圖像空間分辨率好的特性，以它為基準，再利用MRI圖像對軟組織成像清晰的特性，從中分割出病灶，經過配準、融合得到新圖像。該方法的特點是圖像的融合效果好，難點在于如何自動準確地分割出ROI。醫學圖像由于其對比度低、細節豐富、邊緣模糊等特點，分割更為困難。常用的邊緣檢測算子有Roberts、Sobel、Canny等。其中Canny算子因其有良好的信噪比而使用較多。文獻[7]提出一種用改進的Canny算子對病灶輪廓提取的方法。此外，我們還可以使用小波或神經網絡等智能方法進行病灶特征的提取。
2.2.2 多分辨金字塔形分解融合法
這是一種多尺度、多分辨率的圖像融合方法，其融合過程是在不同尺度、不同空間分辨率、不同分解層次上進行的。高斯金字塔、拉普拉斯金字塔、梯度金字塔、比率低通金字塔及形態學金字塔被統稱為多分辨金字塔。多分辨金字塔方法是目前較為常用的圖像融合方法。在這類算法中，原圖像不斷地被濾波，形成一個塔狀結構。在塔的每一層都用一種算法對這一層的數據進行融合，從而得到一個合成的塔式結構。然后對合成的塔式結構進行重構，最后得到合成的圖像，合成圖像包含了原圖像的所有重要信息。
2.2.3 智能圖像融合
2.2.3.1 神經網絡方法
自1986年BP神經網絡模型誕生以來，神經網絡在各種領域獲得廣泛應用。神經網絡適合于非線性建模，具有自學習、自組織、自適應能力。在進行圖像融合時，神經網絡經過訓練后把每一幅圖像的像素點分割成幾類，使每幅圖像的像素都有一個隸屬度函數矢量組，通過對其提取特征，將其特征表示作為輸人來參加融合。文獻[11]給出一種自組織特征映射(SOFM)神經網絡融合算法，文獻[12]是一種基于知識的神經網絡(KBNNF)融合算法。
2.2.3.2 演化方法
演化方法模擬自然界生物演化過程，具有自適應、自學習和魯棒性強等特點。另外，演化計算對于刻畫問題特性的條件要求較少，效率高且易于操作，目前已廣泛應用于各種領域中。文獻[13]給出了基于進化策略和HIS變換的圖像融合方法，其效果優于傳統算法。
2.3 基于小波變換的圖像融合算法
2.3.1 圖像的二維小波分解
圖像是二維離散信號，對它的分析和處理需要使用離散二維小波變換。Mallat提出了小波變換的快速分解與重構算法，利用兩個一維濾波器實現對二維圖像的快速小波分解，再利用兩個一維重構濾波器實現圖像的重構。
二維小波分解和重構各使用一組濾波器，分解使用一維分解低通濾波器L和高通濾波器H；重構使用一維重構低通濾波器L'和高通濾波器H'。在分解階段，首先使用低通濾波器L和高通濾波器H對圖像的每一行進行濾波得到兩組矩陣系數。然后，使用低通濾波器和高通濾波器對兩組系數矩陣的每一列濾波。這樣，1副圖像經過第1級小波分解，產生4副子圖像LL、LH、HL和HH。3幅細節子圖像LH、HL和HH分別包含原圖像在水平、垂直和對角線3個方向上的高頻信息，而近似子圖像LL是原圖像低通濾波版本。另外，這副子圖像還是下一級分解的輸入。因此，一幅圖像經過N級小波分解產生3N+1副子圖像。在同一分解級上的子圖像尺寸相同。合成運算首先對子圖像的每一列使用低通濾波器L'和高通濾波器H'濾波，然后對得到的圖像的每一行濾波。
圖像經二維分解之后，分別得到圖像的低頻分量、水平高頻分量、垂直高頻分量和對角方向的高頻分量，下圖是圖像經三層小波分解的結果。
上述過程即金宇塔形小波分析，另外對圖像的分解還有樹狀小波分析、多小波分析、提升小波分析，它們較之于金宇塔形小波分析，具有更多優點，在試驗中能夠獲得更好的效果?，F今大部分對小波圖像融合的研究重點一般集中在兩方面：一是使用不同的小波基函數和不同的小波分析方法；二是后面討論的在進行系數融合過程中對融合策略的改進及融合算子的選擇研究。
2.3.2 基于小波變換的圖像融合過程
基于小波變換的圖像融合，就是將待融合的原始圖像經過特定的小波變換得到小波圖像序列，在不同的特征域(如高頻和低頻圖像)上的圖像序列采用不同的融合規則進行融合以得到小波圖像序列，最后將融合后的小波圖像序列經過小波逆變換(重構)，得到多傳感器圖像的融合圖像?；谛〔ㄗ儞Q的圖像融合過程(如圖3所示)。
兩幅圖像融合的基本步驟如下：
1) 對A、B兩幅圖像分別進行小波變換，建立各待融合圖像的小波金子塔圖像序列；
2) 分別使用不同的融合算子作用于各個分解層的不同高頻子圖像以及最高層的低頻子圖像，從而得到融合后的小波金子塔圖像序列；
3) 對各分解層進行小波反變換，最終所得到的圖像就是融合圖像。
2.3.3 基于小波變換的融合規則
基于小波變換進行圖像融合的關鍵是系數組合，即為獲得質量盡可能好的融合圖像，以適當的方式合并系數的過程．合并系數的方式稱為融合法(Fusion Rule)．融合法則由活動水平測度(Activity-Level Measurement)、系數分組方法(coefficient Grouping Method)和系數組合方法(Coefficient Combining Method)組成，對這三者的不同選擇形成不同的融合法則[17]。
目前小波域的融合規則主要分為兩種：基于單個像素的和基于區域特征的融合規則。前者主要包括：(1)小波系數的直接替換或追加；(2)最大值選??；(3)加權平均等。后者主要包括：(1)基于梯度的方法；(2)基于局域方差的方法；(3)基于局域能量的方法等。
基于像素的融合規則在融合處理時表現出對邊緣的高度敏感性，使得在預處理時要求圖像是嚴格對準的，否則處理結果將不盡人意，這就加大了預處理的難度?；趨^域的融合規則由于考慮了與相鄰像素間的相關性，降低了對邊緣的敏感性[18]，所以具有更加廣泛的適用性。
2.4 不同融合算法的評估
由于圖像融合技術所面向的研究對象的多樣性和復雜性，至今尚未找到普適的參量能對所有的圖像融合結果作標準量測。不同融合方法的結果，可用目視判別：優點是直接、簡單，可直接根據圖像處理前后的對比做出定性評價，缺點是主觀性較強。
為了進一步客觀定量評價融合效果，從融合圖像包含的信息進行分析，對不同類的圖像融合結果所采用的定量評價參量有熵、交叉熵、平均梯度、標準偏差、光譜扭曲程度、互信息量等，且不同的文獻資料對這些參量的具體定義存在差異。下面介紹幾種常見的定量評價指標。
1) 信息熵
圖像的熵值是衡量圖像信息豐富程度的一個重要指標．融合前后的圖像其信息量必然會發生變化，計算信息熵可以客觀地評價圖像在融合前后信息量的變化。根據Shannon信息論的原理，一幅圖像的信息熵為。
在某種程度上可以認為，如果融合圖像的熵越大，表示融合圖像的信息量越大，融合圖像所含的信息越豐富，融合質量越好。
2) 交叉熵
交叉熵(Cross entropy)亦稱相對熵(Relative entropy)，交叉熵直接反映了兩幅圖像對應像素的差異，可用來度量兩幅圖像間的差異，確定各種融合效果的優劣。交叉熵越小，說明融合后圖像與標準參考圖像問的差異越小，即融合效果越好。若標準參考圖像為尺、融合后圖像為F，則參考圖像尺與融合圖像F的交叉熵為：，式中pRi表示參考圖像尺中灰度級i出現的相對頻率；pFi表示融合圖像F中灰度級i出現的相對頻率。
3) 平均梯度值
平均梯度是敏感反映圖像對微小細節反差和紋理變化特征表達的能力，同時也反映了圖像的清晰度，一般平均梯度越大，圖像層次越多，融合后圖像紋理越清晰，融合達到了提高空間分辨率的目的。
這里，M和N分別是圖像的行數與列數。
Ix=g(i+1，j) - g(i，j)
Iy=g(i，j+1) - g(i，j)
式中g(i，j)為(i，j)像素點的灰度值。
3 醫學圖像融合技術的應用
作為當今醫學影像技術研究中的熱點問題之一，多模態醫學影像融合技術的研究及其研究成果，對臨床治療有著重要的意義。醫學圖像融合經過近些年的研究，已經應用在影像診斷、臨床治療中，國外已經有了產品化的融合軟件系統。
3.1 圖像融合在顱腦成像的應用
由于腦組織有顱骨的限制與界定，相對較為固定，容易確定標志進行準確配準。目前，臨床主要進行顱腦的圖像融合。融合圖像精確定位顱內病變，提高診斷準確性：形態學成像與功能成像的圖像融合，可精確定位功能圖像所示異常改變區，提高診斷的準確性。丁里等研究認為，SPECT與MRI融合可精確判斷rCBF減少的范圍及部位，為腦變性疾病和腦血管病的診斷提供標準化方法。例如：融合圖像可精確確定腦變性疾病rCBF減少及消失區，尤其當其位于額葉、顳頂枕交界等與神經心理功能有關區域時，融合圖像研究結構和功能改變與臨床神經心理改變之問關系更佳。
原發癲癇病灶的準確定位一直是困擾影像界的一大難題，許多學者利用融合技術對此做出了富有成效的探索。例如：于發作期和發作間期，對癲癇患者分別進行SPECT檢查，將二者的圖像相減，再分別與MRI圖像融合，可使功能損傷的解剖學標記更準確，以SPECT所示的局部腦血流定位大腦新皮質的癲癇灶進行準確定位，從而為立體定向外科手術提供重要依據。
3.2圖像融合在體部成像的應用
感興趣區在圖像采集中無變形和失真是圖像融合的前提。由于多數體部臟器的形狀不規則，又易受呼吸運動影響，較難做到準確匹配，故圖像融合應用于體部成像的報道還比較少，主要從受呼吸運動影響相對較小的頸部和盆腔開展研究工作，但是對受呼吸運動影響較大的肝、胰和肺等臟器也嘗試進行融合。Magnani等證實，CT/PET對非小細胞肺癌侵犯縱隔淋巴結的分期診斷，融合圖像比單純應用CT或PET更為準確。
4 多模醫學圖像融合技術的最新進展與前景
4.1 圖像融合技術新進展
在圖像融合技術研究中，不斷有新的方法出現。像素級圖像融合的最新進展[22]，主要有圖像融合理論框架、實時融合系統集成、統計學方法、新的圖像分解方法、神經視覺生理學方法圖像融合與圖像處理算法的互相結合、基于成像物理模型的融合方法、自適應優化圖像融合研究、基于圖像融合的目標識別和跟蹤算法研究等。
其中新的分解方法有：
1) 矩陣分解法：文獻[23]認為從不同傳感器獲取的圖像，可以看作是融合圖像乘以不同的權重，故可以使用非負矩陣分解技術來進行圖像融合。
2) 易操縱金字塔分解：易操縱金字塔是一種多尺度、多方向、并具有自轉換能力的圖像分解方法，它把圖像分解成不同尺度、多方向。與小波變換不同，它不止三個方向的子帶系列，不僅保持了緊支集正交小波的特點，而且具有平移不變性及方向可操縱等優點。使用基于拉普拉斯變換、小波變換的融合方法，即使待融合的圖像間存在較小的配準誤差，也會引起融合圖像的嚴重退化，出現雙邊緣以及虛假成分，而基于易操縱金字塔的融合方法能夠克服這些缺點。
3)Hermite變換：由于Hermite變換基于高斯梯度算子，所以對圖像融合來說，具有更好的圖像表示模型。
4.2 醫學圖像融合技術難點與存在的問題
醫學圖像融合技術難點與存在的問題目前，醫學圖像融合技術中還存在許多困難與不足。首先，基本的理論框架和有效的廣義融合模型尚未形成。以至現有的技術方法還只是針對具體病癥、具體問題發揮作用，通用性相對較弱。研究的圖像以CT、MRI、核醫學圖像為主，超聲等成本較低的圖像研究較少且研究主要集中于大腦，腫瘤成像等；其次，由于成像系統的成像原理的差異，其圖像采集方式、格式以及圖像的大小、質量、空間與時間特性等差異大，因此研究穩定且精度較高的全自動醫學圖像配準與融合方法是圖像融合技術的難點之一；最后，缺乏能夠客觀評價不同方法融合方法融合效果優劣的標準，通常用目測的方法比較融合效果，有時還需要利用到醫生的經驗。
4.3 醫學圖像融合技術的研究前景
在圖像融合技術研究中，不斷有新的方法出現，其中小波變換在圖像融合中的應用，基于有限元分析的非線性配準以及人工智能技術在圖像融合中的應用將是今后圖像融合研究的熱點與方向[25]。目前，圖像融合主要應用于體層成像。隨融合技術不斷進步，其在非體層成像方法(例如：x線平片、超聲等二維圖像)的應用逐漸增多，并具有較高的臨床價值。隨著三維重建顯示技術的發展，三維圖像融合技術的研究也越來越受到重視，三維圖像的融合和信息表達，也將是圖像融合研究的一個重點。另外，在醫學圖像的壓縮、計算機輔助科學、圖像存檔及通信系統、遠程醫學等方面，圖像融合技術，都有巨大的發展空間。
綜上所述，醫學圖像融合可綜合各種影像學技術的優勢，提供豐富信息，對疾病的診斷、治療、判斷預后和觀察療效均有重要意義。醫學圖像融合研究雖起步較晚，但發展很快，各個學科間的交叉滲透是發展的趨勢。我們有理由相信，隨著研究的不斷深人和技術的不斷成熟，醫學圖像融合技術一定會得到越來越廣泛的應用。隨著該技術的不斷完善，圖像融合可能成為臨床常規應用的方法之一。
5 結束語
近十幾年來，圖像融合技術雖然得到了快速發展，并在很多領域得到成功應用，但是由于其自身理論仍然不夠成熟，因此仍在不斷發展和完善中。其中存在的主要問題有：1) 缺乏完備、系統的理論。目前，對數據融合的方法研究尚處于初步階段，許多新技術如人工智能、神經網絡、模糊理論等在數據融合方面的應用研究還處于初級階段。目前為止還沒有出現一整套完備、系統的理論來推動該領域的發展。此外，還需要研究建立相應的融合標準和評價方法。2) 快速實時算法。由于圖像的特殊性，在設計圖像融合算法時一定要考慮到計算速度和所需的存儲量，如何得到實時、可靠、穩定、實用的融合算法和硬件電路是目前的一個研究熱點。3) 對于像素級融合而言，作為一個廣義上的圖像預處理，對目標探測識別的貢獻很有限，而且應用也很受限。要想從圖像融合中獲得目標的更多信息，就需要特征級融合乃至決策級融合。而研究特征級和決策級圖像信息融合的文獻沒有研究像素級融合問題的文獻多，這是一個具有挑戰性的重要研究領域，圖像序列以及視頻信息的融合問題也是非常有意義的研究課題。
小波變換用于圖像融合有不少優點：圖像經小波分解后，不同分辨率的細節信息互不相關，這樣可以將不同頻率范圍內的信號分別組合，產生多種具有不同特征的融合圖像；圖像在不同分辨率水平上的能量和噪聲不會互相干擾；融合圖像的塊狀偽影亦容易消除。圖4為使用Dabechies小波進行分解并進行融合的例子。
基于小波變換圖像融合的優點，小波變換在醫學圖像融合中的應用已經受到大家的普遍重視，是融合研究的一個新熱點，而且目前多分辨小波分析技術已經成為多分辨圖像融合的一種主流技術。由于小波分解的快速算法能實現圖像的實時融合，我們相信采用基于小波分析的醫學圖像融合方法具有廣闊的應用前景。
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醫學影像與技術范文4
關鍵詞:醫學圖像配準;插值方法;互信息
中圖分類號：TP391文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)18-4501-02
Research and Application of Medical Image Registration Methods
ZHANG Rong-hai1, PAN Yi-guang2, ZHANG Jun1
（1.Dept. of Public, West Anhui Health Vocational College, Lu’an 237005, China; 2.Medical Imaging Center, Lu’an People’s Hospital, Lu’an 237006, China）
Abstract: Image registration is an important research topic in the field of medical image processing. Image registration is a multiple image alignment to a common coordinate system, to detect subtle changes in the intervening. Medical image registration is widely used in medical diagnosis, to guide nerve surgery, radiation treatment plan, lesion location, tracking and inspection of the treatment of pathological changes in various aspects of morphology and function of integrated information for clinical diagnosis. In this paper a comprehensive overview of the research and application progress of medical image registration techniques.
Key words: medical image registration; interpolation method; mutual information
圖像配準技術是醫學圖像處理領域的一個重要研究課題。醫學圖像配準技術可以將來源于不同成像設備的圖像，或者不同時間利用同種成像設備得到的圖像進行配準，得到更豐富的信息用于醫療診斷中。醫學圖像配準不僅可以用于醫療診斷，還可以用于指導神經手術、放射治療計劃的制定、病灶的定位、病理變化的跟蹤和治療效果的評價等各個方面，為醫生提供功能和形態的綜合信息。在不同的時間使用不同的設備，如磁共振、CT、PET、SPECT等（多模式），從不同的角度，以2D或3D的視角（多時空）。圖像配準應用于各個領域，如遙感技術及其應用（多光譜分類）、環境監測、變化檢測、圖像拼接、氣象預報、建立超分辨率圖像、納入地理信息信息系統（GIS）），醫藥（從不同的方式相結合的數據，如電腦斷層掃描（CT）和磁共振成像（MRI），以獲得更完整、有關病人的信息，監測腫瘤的生長、治療驗證、比較病人的數據、制圖、解剖地圖集（地圖更新）、在計算機視覺（目標定位，自動質量控制）。
醫學圖像配準技術可以將來源于不同成像設備的圖像，或者不同時間利用同種成像設備得到的圖像進行配準，得到更豐富的信息用于醫療診斷中。全自動醫學圖像配準不僅可以用于醫療診斷，還可以用于指導神經手術、放射治療計劃的制定、病灶的定位、病理變化的跟蹤和治療效果的評價等各個方面，為醫生提供功能和形態的綜合信息。目前大量的圖像數據無法實時實現和臨床應用，這也成為限制了現階段配準性能較好的互信息相似性測度在配準方法中的應用。不論是剛性還是非剛性配準算法，在配準過程中，常使用多分辨率圖像金字塔來進行由粗到精的搜索變換系數，提高計算效率、避免局部極小值，實現自動的更精確的配準結果。但是常見的圖像小波金字塔，濾波器的張量積形式使得小波變換缺乏平移和旋轉不變性，這些不變性正是在圖像配準中最需要的，只有具有這些不變性，刁能保證從粗尺度上得到的平移、旋轉和放縮參數的準確性，從而得到準確的結果。
1醫學圖像配準的步驟
圖像配準主要包括特征檢測、特征匹配、變換模型估計、圖像采樣與變換等步驟。功能檢測：突出和鮮明的對象（封閉的邊界地區、邊緣，輪廓線交叉路口，彎道等兩個參考）和遙感圖像被檢測到。特征匹配的特點和參考之間的對應關系建立了遙感影像。變換模型估計：所謂的映射的類型和參數功能，根據遙感圖像與參考圖像，估計。圖像重采樣和改造：遙感圖像轉化指的映射功能。
2醫學圖像配準方法
醫學圖像配準方法以下方法包括傅立葉轉換分析、互相關的方法，使用傅立葉分析、總體搜索技術、特征值分解、矩匹配技術、變形技術、程序的方法、解剖圖集、內部標簽、外部標簽等。
2.1外在配準方法
是將人造物體檢測連接到病人的身體的方法，不需要復雜的算法，常用于骨科臨床診斷與治療等；
醫學影像與技術范文5
氣氛 激發 興趣
【中圖分類號】G434文獻標識碼：B文章編號：1673-8005（2013）02-0304-04
英語教學最顯著的特點之一就是高度的實踐性，這是由于語言是交流工具的社會功能所決定的。為了提高學生的交際能力，就要給學生提供能進行言語實踐活動的自然情景和教學情景。傳統的教學無法營造一種真實的語言環境，但多媒體能提供聲音、畫面、人物、情景，使學生置身于語言環境之中，產生一種需要運用英語的激情，學生由被動地接受信息轉化為積極參與語言交流，從而改變以教師為中心的傳統教學模式，為學生的口語交際提供了展示平臺。
多年的教學實踐證明多媒體技術應用于英語課堂教學中具有多方面的影響和作用：
1能渲染課堂氣氛，激發學生的英語學習興趣
著名教育家蘇霍姆林斯基說：“所有智力方面的工作都要依賴于興趣。”興趣是促進學習最好的老師。幽雅動聽的音樂，鮮艷奪目的色彩，五彩斑斕的圖畫，無疑能吸引學生的注意力，激發他們的言語興趣。而多媒體教學正好可以提供這種生動、形象、直觀、滲透力極強的教育信息。
例如：課前三分鐘播放英語動畫片。由于動畫片學生愛看愛學，其動人的畫面及純正的英語吸引學生，極易在課間自然模仿畫中人物語氣進行對話，從而在玩耍中鍛煉了語言能力。由于我們平時學習英語單詞是英漢語對照學習，久而久之，學生便形成一種思維定勢，那就是無論單詞還是句子先用漢語思維，再把它譯成英語，這樣既浪費時間，又不利于學習地道的英語，容易出現像“I very much like my mother.”之類的中國式英語。利用多媒體課件可讓學生的思維在聲像的沖擊下直接用英語思維，身臨其境般地全方位體驗英語文化，實現趣味學習。
如在教學復數形式不規則變化的“man”這個單詞時，在圖片上打出文字“a man”及其復數形式“two men”，并根據動畫圖片提問： 師：Look at the man . What is the man doing？ 生： He is taking photos. 師： Now，look at the two men. What are the men doing？生：They are talking.等，這樣通過運用大量圖片進行練習，學生對這些單詞了解更透徹，更敢于開口。
2能模仿真實的語言環境，展現英語口語交際的平臺
多媒體輔助教學給英語課堂教學改革注入了新鮮的血液，把傳統的注重認知、灌輸、封閉的英語課堂教學模式轉變為在課堂上培養學生聽、說、讀、寫四種能力并舉的教學模式。使學生在有限的課堂上獲得英語基礎知識的同時，語言技能也得到訓練。
例如：在教學 “Why do you like koalas？”時，我首先利用powerpoint播放一個豐富多彩的澳洲動物園，讓同學們認識了許多動物，然后就自己喜歡的動物進行口語交際。學生就他們感興趣的問題互相提問、互相解答。如有的學生想知道樹袋熊的英語名稱，就問What can we see in the zoo？然后知道的同學就會說： We can see some koalas.有些學生還聯系以前學過的知識問： Where is the koala from ？然而，馬上就有學生搶著說：It is from Australia.就這樣你問我答，我問你答，課堂氣氛熱烈，師生猶如親自去了一次Australia。在教學中我跟著學生的思路，操作著電腦，使學生在一種輕松、愉快、如臨其境的氛圍中掌握知識。學生在這樣一種模擬的語言環境和情景中大多急欲表現自己，學習興致極高，生生互動，師生互動，充分體現了學生的主體性，課堂教學效果極佳。
3運用多媒體技術轉變學生的學習方式：合作、創新
醫學影像與技術范文6
關鍵詞：大學生藝術教育 科學發展觀 大學生成才
科教興國，培養與社會、時代和諧發展需要相適應，能夠及時充分就業的人才，應該是衡量教育成功的標準。筆者認為高校教育是為發展著的社會培養合格人才，藝術教育對人才培養有積極影響。然而，很多高校輕視全體普通學生通過藝術素質課程來培養和提高藝術素質能力。由社會現狀可知，就業的競爭實際上是素質的競爭。學校的基礎教育就是素質教育，藝術教育則是素質教育的一個有機組成部分。只有加強藝術教育，高校才能打造出社會需要的人才。因此筆者認為學校必須加強大學生藝術教育，用科學發展觀來引領人才培養的教育教學工作，促進大學生成才。
現象學大師梅洛?龐蒂認為社會改造很大程度上是人的感性或知覺的改造，只有藝術才可以重新鍛打人的知覺，而使人以全新的方式重新審視世界和自我。藝術教育就是要使人認識世界和改造世界。藝術教育能夠從不同角度、不同層面，通過聽覺、視覺和觸覺等不同的藝術語言，豐富學生的情感體驗，提升學生的藝術氣質和人文修養，培養學生的思辨意識，使人升華到哲學和自我反思的高度，從而能夠更加細致透徹地分析解決問題。美國的藝術教育專家在20世紀70年代末期發表了一本關于藝術教育研究的專著《感覺的復蘇》(Comingto ourSenses)，在這本頗有影響的著作中寫道：“我們是通過眼、耳、皮膚和唇舌接送洪水般的其他信息。我們運用我們所有的感官去解釋和傳送日常生活中的復雜事物?！捎诟鞣N藝術(油畫、舞蹈、唱歌、演戲等)能從一個創作者或演奏者把重要的非口頭的信息輸送給一個觀看者。它們是訓練我們感覺、豐富我們感情和組織我們環境的理想工具?！庇纱丝梢钥闯?，藝術教育對提升人們的綜合素質有著非常重要的影響。對于當代大學生，它更是一劑良藥，能幫助大學生健康成長，促進大學生邁出展示才能與個性的第一步。
一、藝術教育的形象性能促進學生的創造性
藝術教育的感性教育，能夠促進學生的智力開發。有一份關于21世紀人才素質的調查資料指出：“21世紀的人才必須具有開拓進取精神，必須具有立足于本職工作基礎上的創造性思維與創造力。”藝術教育給予受教育者的科學知識、生活經驗。往往是通過具體、生動、直觀、可感的美的形象來進行教育，使人在藝術教育活動中，直接對美的事物進行感知，展開聯想和想象，伴隨著情感體驗，進行品味和理解，從而得到審美的愉悅和理性的啟迪，這種全身心的體驗內化為知識素質就會長久不忘。愛因斯坦曾說過：“想象力比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動著進步，并且是知識進化的源泉?！彼囆g教育能使人們走出二維的平面世界，進入廣闊的三維的立體世界。成為一個富于想象力、善于開拓和創造的人。審美經驗中感性對理性滲透融合所表現出的可相容性正是理性復歸感性的中介。為一般智力認知走向自由直觀和創造能力開辟了道路。理工科學生若在具有嚴密的邏輯思維能力的基礎上具有這些藝術修養，其思辨、想象和創新等能力都將在其專業道路的開拓上發揮巨大的作用。愛因斯坦便是很具說服力的一個例子。藝術教育的形象性總會潛移默化地置于我們的腦海中，幫助開啟我們的創造之門。
二、藝術教育的實踐性能增強學生的適應力
藝術教育的實踐環節在增強適應力方面也起著非常重要的作用。藝術教育能激起受教育者的審美情感，作為理性與感性融合的情感可以為一般思維模式轉化為自由、直觀，從而打通理性返回感性，返回實踐的道路。在藝術教育過程中，藝術鑒賞、藝術史、藝術理論等課程可以幫助學生樹立正確的審美觀和價值觀。在此基礎上，學生積極進行藝術實踐，體驗藝術帶來的各種美感，直接參與創造，把自己心里的所感、所想、所悟通過某種方式表達出來，從而能夠加深記憶。同時，不同形式、風格的藝術作品展現給廣大學生，能達到強化藝術教育的教學效果，增強學生對實際存在事物的更深認知。而且，以一種集體的形式存在的藝術活動，能使學生在藝術審美能力和理解力方面得到增強。并提供給學生一個與他人一起活動的機會，體現出“社會性”功能方面的積極意義。這不僅是一種非常積極的生活體驗，更是加強人與人之間的交往能力和對社會的適應能力。人才只有生活在適應的土壤，才能更好地發揮其價值。藝術教育的實踐性為其提供了適應環境的能力，使其在日新月異的時代里能生存得更好，這正順應了時代的需求，滿足了社會對人才需求的標準。
三、藝術教育的延展性能提升學生的素養
藝術教育是人類美化自身的一門學科，是人類在認識世界的基礎上按照美的規律改造世界、改造自身、完善人格的重要手段，因而具有延展性。藝術教育著眼于人的心靈的凈化和高尚的道德情操。學校開設藝術課程，最重要的是提高藝術修養，通過生動、活潑的審美體驗，陶冶學生的情操，啟發學生的藝術創造力，提高學生的文化品位、人文素養。目前，許多大學生就業崗位與其專業并不對口，如何使學生能在非本專業崗位上很好地發展。這是許多人思考的問題。藝術教育的延展性就給這個問題提供了一個較好的答復。學生在接受藝術教育的過程中培養的道德情操，必定會在其人生道路上產生至關重要的影響。
四、藝術教育的綜合性能增強學生的競爭力
目前大學生就業難的一個成因就是大學生沒有工作經驗，要讓他們增長工作技能就需要企業投入成本，而大學生具有了工作能力之后并不一定就會為其所用，或者能夠為其所用但也要很久才能為單位創造效益。將這一問題回歸到學校，當藝術教育被很好地實施后，其影響勢必可以減小這一成因。因為首先，藝術教育能促進學生的積極性，使其能較快地發揮自身價值；其次，藝術教育能增強學生的適應力，實踐過程也能使其增加一定的社會經驗，能較好地迎合企業的選擇標準；最后，藝術教育能提升學生的修養和道德情操，使其對自己所面對的負起責任，從而能減少企業的憂慮。因此，藝術教育的綜合性能增強學生的競爭力，滿足社會的需求，對學生成才帶來積極影響。
大學生藝術教育是高校實施審美教育和素質教育的重要內容與途徑，是全面提高大學生文化素養，促進高校精神文明建設不可或缺的組成部分，教育部在《全國學校藝術教育發展規劃(2001年一2010年)》中明確要求：“所有普通高等學校均在2005年前普遍開設藝術類選修和限定性選修課程，并逐步納入教學計劃，計入學分?！笨梢姡咝４髮W生藝術教育工作，是學校實現教學培養目標和大學生全面發展與成才的重要保證。
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