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计算机在医疗影像设备中的应用

[摘要]本文介绍医院影像设备的主要原理，计算机在医疗影像设备中的应用，在此基础上进一步论述如何在目前医疗影像设备上改造嵌入计算机进行图像采集、处理、保存、回放、重建打印，建立影像图文工作站，便于上网远程会诊，达到改造、升级现有影像设备，经济实惠的目的，便于充分发挥其潜力。
[关键词]计算机应用；升级

随着计算机技术、数字图像处理技术和及其相关控制技术飞速发展的新世纪，计算机广泛应用于各种医疗影像设备中，大大提高了医疗影像设备的诊断水平和智能化，提高了医生的工作效率和诊断的准确性。但目前医院中现有众多的医疗影像设备，还未有成套的计算机应用，淘汰这些设备重新购置，浪费太大，如何研制、开发嵌入低成本的、通用的计算机图像处理和控制，建立图文工作站，上网便于远程会诊，使其升级，发挥其潜力具有重大的意义。

现代医学影像学的发展趋向是，在保证人身安全的前提下，努力改进信息传递方式，提高信息传递效率并创新的信息表达方式，提高图像显示质量；其最终的意义，不外是更精确地发现人体组织初期病理变化，早期治疗提供依据。医学影像系统类似于胶片屏幕图像，能够对多达2560×2048像素的图像中的微小细节进行研究。每个像素12bit灰度值或覆盖信息进人储存，这样便能做到以更精确的方法收集形态学方面的定性、定量的信息。

医学影像处理的方法有两种：模拟法和数字法。光学系统成像和电视技术的图像都属模拟(并行)成像方式；而计算机的各种医学影像如X-CT、MRI、DSA、ECT、超声、微波等都是采用数字方法给出图像信息的。目前，数字方法成像的比例越来越大，这归功于计算机的图像处理技术的成熟，为了适应综合影像诊断技术发展的需要，性能良好的综合数字图像诊断装置(TDIS)一它是将X线CT、CR、RI、US、MRI等图像技术综合利用的诊断系统。随着计算机技术、数字图像处理技术及其它相关技术的发展，医学成像系统将向着从模拟图像到数字图像、从平面图像到立体图像、从局部图像到整体图像、从单一图像到综合图像等方向发展。既要获得多时相(动态)图像、多维数字图像、多模拟式图像以供临床多种诊断指标(包括病灶检测、定性，脏器功能评估，血流估计)、治疗(包括三位定位、体积计算、外科手术规划等)的多种参考以及多地域显示观察。

目前，大多数医院医疗影像设备成像系统分为以下几大类：磁共振成像具有进一步探索微观结构变化的可能性，测定分子三维空间结构图像的磁共振波谱成像(MRS)。超声医学成像技术扫描制式发展成256个阵元的线阵型和相控型的多晶电子扫描，探头的高频和形状多样化。彩色血流成像(C1N)研究高速和低速血流测量新方法，开展腔内超声成像和术中超声成像；数字处理三维图显示；高性能的CFM和超声CT正在研制之中；进一步开展介入超声和CFM的临床应用等，皆成为超声医学的重要课题。X-CT是唯一显示0.1mm以下细节的诊断手段，但仍面临着继续提高空间分辨率和扫描速度的问题，它的造价之高昂又对性能的改善起着制约作用。电视透视成像就是通常的CCD摄像机一全电视视频信号一电视机原理，仍面临数字化和清晰度问题。核医学成像则是可对脏器功能和代谢的多种检查。可见光成像通过染色体可提高观察灵敏度。综上所述，目前许多医院医学影像设备系统都有待提高图像清晰度、高分辨率和图像处理数字化问题，存在升级、改造为计算机控制问题，以便于充分发挥其潜力，因而计算机在这方面的应用具有广阔的前景。

根据以上医学影像设备原理及以前我们在万东500mA电视透视X光机试验研制嵌入计算机信息处理及控制成功的基础上进一步推广，因医学影像设备图像显示都有Video或RGB接口，故我们可利用此接口进行升级改造，在计算机内预先设计好影像显示、病案记录和控制界面，用目前通用的图像采集效果较好的专用视频采集卡，把图像视频信号采集到计算机内，进行图像处理、转换、储存、传输和重建，或采用数字压缩技术，把MPEG图像压缩成标准MPEG-1、MPEG-2、MPEG-3方式，刻录到光盘中保存。同时对病灶图像在计算机终端显示器上进行显示，锁定图像，计算病灶大小、体积和位置。经处理的病人影像图片及医生的结论，通过键盘输入，在通用的Windows98／2000操作系统建一个预先设计好的界面，直接进入图像显示及影像设备状态控制，在高分辨率的打印机上打印，获得图文并茂的诊断单，对临床医生很有用。同时，监视器根据需要可以单独冻结及回放图像，根据需要进行图像增强和复原，将有用的病灶图片存人硬盘或刻录于光盘上，以备后用。

医学影像设备的状态控制，基本上采用电气、机械通过继电器、接触器控制，继电器、接触器的线圈的工作电压由触点开关或电子开关控制，这些开关集中在一个控制面板或遥控键盘上，利用这些特点我们可以改造嵌入计算机进行控制。通过一个预先设计好的界面，方便医生操作。具体通用化的嵌入原理图。

通过以上嵌入经济实用的通用计算机进行信息处理和控制，建立医学影像设备图文工作站，便于上网远程会诊，使现有医学影像设备得到升级，充分发挥其潜力，方便医生操作使用，具有广泛的应用前景。

信息来源： 寸仙娥 段文清