医学影像技术的应用范文

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篇1

【摘　要】目的：探讨放射医学影像无片化技术的应用；方法：通过DICOM格式将放射医学影像数字化治疗传输到各个临床科室的电脑中，临床医生利用DICOM阅图软件在电脑中来进行诊断和图像后处理；结果：通过移动存储介质和局域网来对影像资料进行传输，能保证资料完整无损，通过DICOM阅图软件来对图像进行后处理，能让图像清晰显示、信息真实以及内容丰富，让图像质量提高。结论：在临床中应用放射医学影像无片化技术可以让医生的阅片需求得到有效解决，同时能对图像进行后处理，对图像进行多角度和多方位的观察，图像资料更加完整，减少浪费，让成本有效降低，让临床诊断的准确率得到有效提升，应该进行临床应用和推广。

关键词 放射医学影像；无片化技术；应用在科学技术和医疗卫生事业不断发展和完善的过程中，数字化技术在医学影像学中的应用也越来越广泛。随着放射医学数字化影像设备的广泛应用，临床各个科室中的图像显示、存储和传递也实现了数字化，真正实现了无片化。但是因为受到网络通信技术图像传输和数据存储的影响，现阶段大部分医院并没有实现图像传输的网络化和无片化，胶片依然是临床观看图像的主要方式，导致数字化影像设备的作用不能有效发挥；另外因为医疗检查费用的下降，胶片基本上不会另外收费，从而引起胶片滥打的情况，造成医疗成本的增加，对医疗活动的正常运转造成一定的影响[1]。本研究主要对放射医学影像无片化技术在临床中的应用进行了分析，现报告如下。

1材料与方法

1.1材料

材料主要包括数字化影像设备、移动存储介质（光碟刻录机或者U盘）、院内局域网络系统或者电脑；DICOM专用阅图软件（PS软件）。

1.2方法

通过DICOM格式将放射医学影像数字化治疗传输到各个临床科室的电脑中，临床医生利用DICOM阅图软件在电脑中来进行诊断和图像后处理。具体的传输方式如下：如果医院以建有局域网，同时各个临床科室中的电脑和局域网连接，在这种情况下就可以在一台性能较好的电脑中存储放射科数字影像资料，将院内局域网和该电脑连接，该电脑要保证常常开机的状态，将其他电脑的权限设置为只读，这样局域网中的各台电脑就能对影像资料进行调阅，同时可以采用PH软件在显示终端对图像进行后处理，从而来保证临床阅图的实际需求。如果医院没有连接局域网或者部分没有连接局域网的电脑，就可以利用移动存储介质来进行传输。

2结果

通过移动存储介质和局域网来对影像资料进行传输，能保证资料完整无损，通过DICOM阅图软件来对图像进行后处理，例如调节窗位、窗宽、缩小或者放大、多幅拼图以及图像对比度的反转等，能让图像清晰显示、信息真实以及内容丰富，让图像质量提高。

3讨论

在医疗卫生事业不断发展和进步的过程中，传统的X射线摄像技术对于现代临床治疗和诊断的实际需求已不能有效满足，传统X射线摄像技术的主要方式是利用胶片进行存储、显示以及传递。而作为现代放射医学影像的发展，必将以全数字化放射学、远程放射医学和全数字化图像引导为主。放射医学影像技术的数字化，可以让医学图像的采集、存储、传递方式得到有效改善，逐渐或者完全实现胶片的取代，为放射医学影像无片化技术的实现打下良好的技术。

随着社会的不断发展，临床医生的专业技术水平越来越高，同时人们对健康的要求也在不断提升，临床医生对于亲自阅片的愿望也更加强烈，胶片的数量不断增加，胶片支出成为了医院支出成本中非常重要的组成部分，但是很多胶片在医生看一眼之后就丢弃，从而就造成了比较严重的浪费情况[2]。在临床中应用放射医学影像无片化技术，投资小，而且能够反复利用，不会造成不必要的浪费；另外传统胶片的自身容量有限，对于多种窗、多图像和多部位的技术需求不能有效满足，容易出现漏诊的情况，而移动存储介质则能够存储很多的图像，从而有效满足容量的实际需求；传统胶片不能对图像进行后处理，放射科工作人员的工作水平会直接影响图片的质量，导致图像的对比度、清晰度和黑白度不能有效满足临床诊断的实际需求，从而出现漏诊和误诊的情况，而放射医学影像无片化技术则可以利用PS软件来对图像进行后处理，医生可以根据需要来调节图像的各个区域，让图像更加清楚，让图像能适合医生的个人阅图习惯，从而让临床诊断率提高[3]。

总之，在临床中应用放射医学影像无片化技术可以让医生的阅片需求得到有效解决，同时能对图像进行后处理，对图像进行多角度和多方位的观察，图像资料更加完整，减少浪费，让成本有效降低，让临床诊断的准确率得到有效提升，应该进行临床应用和推广。

参考文献

篇2

1.2理想造影剂应该具备的条件:

(1)原子序数高，与人体组织对比度高，显影清晰。

(2)没有毒性、刺激性，副作用要小。

(3)理化性稳定，能久储不变质。

(4)容易吸收与排泄，不在体内储存。

1.3现代医学成像检查技术在泌尿系统中有以下几种基本分类方法:

(1)普通X线成像:测量穿过人体组织、器官后和X线强度。

(2)磁共振成像:测量人体组织中同类元素原子核的磁共振信号。

(3)超声波成像:测量人体组织、器官对超声的反射波或透射波。

(4)核素成像:测量放射性药物在体内放射出的r射线。

(5)光学成像:直接利用光学及电视技术，观察人体器官的形态。

(6)红外、微波成像:测量体表的红外信号的体内的微波辐射信号。

1.4医学影像检查成像对泌尿系统病变常用检查方法检查前的准备在泌尿系统X线检查前，除急诊外，病员都应该作好下列准备工作:(a)禁食和禁水摄片前六小时禁食。如作静脉造影，术前应该禁止饮水十二小时，夏季等按具体情况而定。(b)清除肠道内粪便和积气。

(1)传统X线腹部泌尿系平片检查和造影检查检查应该包括肾脏、输尿管和膀胱及尿道，常规取仰卧前后位投影，侧位片不作常规，有时用于结石或其它阴影的鉴别。临床适应症常用于尿道狭窄、畸形、憩窒、瘘管、肿瘤及前列腺肥大等。临床禁忌症是尿道急性炎症及外伤出血的病人。尿路造影检查包括排泄性尿路造影、逆行尿路造影。(A)排泄性尿路造影:也称静脉肾盂造影，是当前我们二级甲等医院最广泛采用的一种造影检查方法，造影前需要碘过敏试验和临床医生护士常规操作准备好后，先行腹部平片检查，下腹部用压迫带，通过不同方式在静脉内注射造影剂后根据患者情况而用不同时间间隔摄取双肾实质和肾盏、肾盂的显影图像，得到满意影像后去除压迫带，摄取泌尿系统的肾脏、输尿管和膀胱及尿道全程图像。(a)临床适应症肾脏及输尿管疾患如结石、结核、肿瘤、肾盂积水及先天性畸形等。(b)临床禁忌症对碘过敏者;严重的心血管疾病;肝功能不佳;甲亢及高热急性传染病和泌尿系炎症;肾功能不良等。(B)逆行尿路造影是通过膀胱镜，将输尿管导管经膀胱输尿管口插入肾盂，由输尿管导管注入造影剂，使肾盂、肾盏充盈，同时一部份造影剂回流充盈输尿管和膀胱。临床适应症主要是检查肾盂、肾盏和输尿管的病症。临床禁忌症尿道狭窄或尿道急性炎症;严重膀胱疾患;严重血尿和肾脏、输尿管急性炎症;严重心血管疾病及其它全身性疾病等。

(2)X线、B超穿刺肾盂造影和膀胱造影检查包括:(a)X线穿刺肾盂造影检查又称顺行性肾盂肾盏造影。肾盂积水的患者，经常规的静脉肾盂造影或逆行尿路造影，不能得出明确诊断时，可考虑采用穿刺肾盂造影来明确诊断。又可以常规B超腹部扫描仪检查定位，采取府卧位穿剌肾盂造影检查。(b)在常规X线或B超扫描仪检查下腹部盆腔部，取常规仰卧，定位穿剌膀胱造影检查。系将碘化钠或气体注入膀胱内，以显示膀胱的形态、大小与邻近器官的关系。临床适应症膀胱肿瘤、憩室、结石、炎症或先天畸形;前列腺肥大，前列腺肿瘤，输尿管囊肿等。临床禁忌症膀胱大出血，尿道严重狭窄，尿道和膀胱有急性损伤等。

(3)肾血管数字减影血管造影检查包括腹主动脉造影、选择性肾动脉造影及间接法肾静脉造影。(a)临床检查方法:通常采用经股动脉穿刺插管技术，腹主动脉造影时将导管未端置于肾动脉开口稍上方，快速注入含碘对比剂并连续摄片;选择性肾动脉造影及间接法肾静脉造影时将导管选择性插入肾动脉快速注入含碘对比剂并分别在动脉时相及静脉时相连续摄片。(b)临床适应症主要用于检查肾血管性病变，是诊断怪胎动脉病变的金标准，用于显示肾静脉病变以及肾脏恶性肿瘤化疗栓塞术前了解肿瘤血供情况。

(4)多排螺旋CT诊断检查多排螺旋CT泌尿系成像检查是泌尿系统影像学检查中最主要也是最常用最有效的方法。利用增强后定位片采集方式，于延时的定位片上做出相当于常规泌尿系造影的显示。包括平扫、增强扫描、肾血管CT血管造影、CT尿路造影和CT灌注成像。CT成像与传统X线摄影相比，具有以下特点:(a)具有较高的X线利用率。(b)能显示人体某一体层平面上的器官或组织的生理和解剖结构。(c)能分辨人体内器官或组织密度细小的变化。CT扫描适应范围:(a)颅内疾病如脑外伤、出血、梗塞、肿瘤、感染、变性和先天性畸形等的诊断m时也可诊断某些脊椎、椎间盘和椎管内疾病。(b)对眼耳鼻喉疾病如眼眶、鼻窦、鼻咽、喉部、中内耳疾病等诊断很有帮助。(c)检查胸部可早期发现肺癌及肺－胸膜和纵隔的原发和转移瘤，但需在胸部平片和体层摄影基础上有目的地进行。(d)与B超结合检查腹部和盆腔疾病。

(1)多排螺旋CT扫描技术:根据检查需要确定扫描范围，全泌尿系统扫描范围自肾上极至膀胱及尿道。常用平扫和静脉团注含碘对比剂的增强扫描。多排螺旋CT平扫是泌尿系统CT检查最常见使用的技术，可显示病变的形态、密度、位置、多平面重组和曲面重组图像能清楚显示病变与邻近结构的关系。CT平扫对泌尿系统X线阳性结石最敏感。对少数泌尿系统X线阴性结石不能检出，所以单纯的平扫检查对病变与范围、数目和性质判断有一定局限性，必需要借助造影剂增强检查。

(2)多排螺旋CT多时相增强扫描技术:在静脉团注含碘造影剂后30S、2RAIN、和5RAIN分别行双肾区扫描，可以获肾皮质期、肾实质期和排泄期增强图像;15至30MIN后行全泌尿系统扫描，能获得延迟期增强扫描图像。排泄期主要用于观察双侧肾盂、肾盏和输尿管及膀胱尿道的形态结构大小收缩排泄功能。能进一步确定多排螺旋CT平扫所显示的病变数目和范围，显示诊断大多数泌尿系统疾病(如先天性发育异常，肿瘤和肿瘤样病变、炎症、外伤、肾坏死、肾小管扩张、移植肾脏的评估、尿路梗阻性病变等)，并有助于对病变进行鉴别诊断，尤其是对临床血尿病因的确定很有帮助意义。但对于肾功能受损者应慎用大剂量碘造影剂进行多排螺旋CT多时相增强扫描，而且多时相增强扫描的扫描范围更大，覆盖范围接近生殖腺器管很近的区域，必须特别注意降低X射线照射的剂量。

(3)多排螺旋CT特殊检查技术1．包括肾血管CTA:静脉内团注含碘对比剂后分别在肾动脉、肾静脉期行肾区薄层扫描获得各向同性的溶积数据，应用最大密度投影、容积再现、MRICTP显示肾功能动脉和肾静脉影像，主要用于无创伤性诊断肾动脉病变(如肾动脉狭窄和肾动脉瘤等)，肾静脉病变以及肾脏恶性肿瘤经化疗栓塞术前了解肿瘤血供情况。

(4)多排螺旋CT灌注成像:其理论基础为核医学的放射性示踪剂稀释原理和中心容积定律，静脉内团注含碘对比剂行同层动态扫描，获得时间一密度曲线，该曲线反映了对比剂在器官中浓度的变化，间接反映器官的灌注量，计算血流量、血容量、平均通过时间、对比剂达峰值时间、表面通透性等参数，主要用于肾脏肿瘤的分级、分期和缺血性肾病的肾功能评估。CT肾脏灌注成像能对积水肾肾皮质髓质的各灌注参数值与单光子发射计算机断层扫描测定的肾小球滤过率有良好的相关性。

(5)MRI诊断检查:MRI是泌尿系统CT和超声检查的重要补充方法，常有助于病变的进一步定性诊断。包括平扫、增强扫描、核磁共振血管造影、MR尿路造影和MRI灌注成像。MRI具有以下影像特点:(a)以射频脉冲作为成像的能量源，而不使用电离辐射，因而对人体安全、无创。(b)图像对脑和软组织分辨力极佳，能清楚地显示脑灰质、脑白质、肌肉、肌腱、脂肪等软组织以及软骨结构，解剖结构和病变形态显示清楚、逼真。(c)多方位成像，能对被检查部位进行轴、冠、矢状位以及任何倾斜方位的层面成像且不必变动病人，便于再现体内解剖结构和病变的空间位置和相互关系。(d)多参数成像，通过分别获取T1加权像、T2加权像、质子密度加权像以及T2*W1、重T1WI、重T2WI，在影像上取得组织之间、组织与病变之间在T1、T2、T2*和PD上的信号对比，对显示解剖结构和病变敏感;5．除了能进行形态学研究外，还能进行功能、组织化学和生物化学方面的研究。MRI临床应用:MRI是利用生物磁自旋原理，收集磁共振信号重建图像的新一代成像技术，可使某些CT扫描不能显示的病变成像显影，颅内疾病特别是鞍区、后颅窝和脊髓病变的显像优于CT，所以MRI临床应用:(a)直接于显示心脏大血管内腔，观察其形态和血流动力学变化，可在无创伤条件下进行。(b)骨关节和肌肉系统疾病和显像比CT清楚。(c)对纵隔、腹部和盆腔疾病有一定的诊断价值，但对肺脏和胃肠道疾病的诊断作用有限。(C)MRI优点:MRI和CT相比较，有以下优点:(a)除显示解剖形态变化外，尚可提供物理和生化方面的信息，其应用前景更加广泛。(b)软组织的分辨率比CT高，图像层次丰富。(c)可取得任意方位图像，多参数成像，定位和定性诊断比CT更准确。(d)无骨骼伪影干扰，并可直接显示心腔和大血管影像。(e)消除了X线幅射对人体的危害，且无碘剂过敏之虞。(D)MRI缺点是:(a)成像速度比CT慢、费用高。(b)骨骼和钙化病变的显像不如CT有效。(c)安装假肢、金属牙托和心脏起搏器等病人不宜行此项检查。(d)可出现幽闭恐怖征。

2结果

由上述可知医学影像学检查成像对泌尿系统常用检查手段诊断与鉴别诊断要点如下:

2.1影像学诊断中存在“同征异病和异片同病”的现象。

2.2在诊断和鉴别诊断中要注意各种影像诊断技术的优势和互补作用，密切结合患者相关的临床资料。

2.3医学影像学结果有三种情况:肯定性诊断、否定性诊断和可能性诊断。随着先进的对比剂及成像技术的不断研究和运用，合理选择上述各项影像检查技术，严格遵循正常肾功能患者和肾功能不全患者碘对比剂、钆对比剂的安全使用原则，高度关注对比剂肾病的预防和治疗，放射影像学各种检查手段将在针对泌尿系统疾病的临床诊断和实践应用中将会发挥更大的协肋作用。同时机器的维护与保养是病人安全检查的基础，合理用药是病人安全检查的先决条件，辐射防护是病人安全检查的根本，规范作业是病人安全检查的核心，只有灵活运用上述放射影像学各种检查手段才能做出正确的检查报告供临床医务工作者需要。

篇3

Abstract：　Chronic complications of diabetes mellitus are usually latent and unnoticeable at the early stage.Therefore,in diabetic patients,early detection and intervention are pivotal points for improving life quality and prolonging life span.Nuclear medicine imaging technology performs an irreplaceable role in monitoring blood flow,function and metabolism changes of early lesions,which plays a potential role in early diagnosis,management and prognosis estimation.In order to promote the application of nuclear medicine imaging technology in the diagnosis and treatment of chronic diabetic complications,we reviewed the utilization and progress in this field.

Keyword：　Diabetes mellitus; Complication; Nuclear medicine; Image; Technology;

临床医学各专业间的深层次交叉是精准医学及个性化医疗基础之一。目前，中国DM患者全球最多，成人DM患病率约11%，估算DM患者1.14亿，DM前期患病率约35%[1]。

 

核医学影像技术以检测脏器血流灌注（特别是微血管血流灌注）、功能及代谢见长，显像原理基于注射显像剂后同一时间点病变组织与正常组织放射性显像剂分布浓度的差异性，通过显像仪器探测及后处理，能尽早发现病变并进行半定量评估。近年来，核素介入影像、分子影像、多探针（多种显像剂）技术、多模态（多种影像融合）技术的发展，进一步提高了核医学显像技术的敏感性和特异性，有望在DM慢性并发症早期诊断、指导治疗及预后判断中发挥重要作用。本文对核医学影像技术在DM慢性并发症，如DM心血管和脑血管病变、DKD及糖尿病周围神经病变（DPN）中的应用价值进行综述，使临床医师有更为全面的了解。

一、DM心血管病变的核素显像

糖尿病心肌病（DCM）是DM患者发生心力衰竭并影响其预后的重要因素，在进展为不可逆性扩张性心肌病前进行干预才能取得较好的治疗效果。因此，早期检测DCM有重要意义[2]。有研究[3]调查我国104家医院25000例T2DM患者发现，14.6%合并心血管病变。因此，防治心血管病变对T2DM有重要意义。

有研究[4]证实，DCM早期主要由微血管损害引起。利用单光子发射计算机断层扫描仪（SPECT）进行核素心肌灌注显像，不仅提供血流减少性疾病和肌膜完整性的生理信息，还能对主要心脏不良事件进行风险评估[5]。与冠状动脉造影比较，SPECT具有无创、安全的优势，特别是在冠状动脉造影等技术无法显示的微血管病变中独具价值，临床应用日趋广泛[2]。对中国821例T2DM患者行SPECT运动负荷心肌灌注成像，以筛查无症状心肌缺血，发现合并DR、LDL-C-TC水平升高的男性患者，无症状心肌缺血风险增加[6]。对无症状但心肌灌注异常T2DM患者进行针对性连续追踪检查，可及时发现并干预病情进展[7]。门控心肌灌注断层显像以心跳触发多门电路技术采集图像，可同时观察室壁运动，并获得左室收缩末期、舒张末期容积、左室射血分数（LVEF）及室壁增厚率等信息；作为一种心室功能三维评估技术，在患者预后，尤其是心源性死亡预测方面独具价值[5]。对533例DM患者行门控心肌灌注断层显像发现，即使心肌灌注影像正常，左心室功能可能已受损，通过该检查所得心脏收缩功能参数有助于早期识别需要干预治疗的DM患者[8]。临床常用的18F-氟代脱氧葡萄糖（FDG）正电子发射计算机断层（PET）的心肌代谢显像可显示存活心肌情况。99mTc-MIBI和18F-FDG双核素心肌灌注/代谢显像及门控心肌灌注显像对DM心肌损害早期诊断价值研究[2]发现，部分患者有心肌损害并存活，LVEF正常（>50%），较正常志愿者低，表明核素显像在早期发现心脏微血管损害中独具价值。

二、DM性脑病的核素显像

DM患者脑皮质血流灌注不同程度降低，可引起脑功能受抑，导致皮层对信息认知、加工、整合发生障碍，即认知功能降低[9]。10.1%的T2DM患者合并脑血管病变[3]。

MRI等结构性检查方法能显示脑白质病变、腔隙性脑梗塞、脑萎缩等病理改变；脑功能影像技术包括SPECT、PET、磁共振波谱及磁共振动脉自旋标记成像等[9]。脑血流灌注改变是脑部病变的重要诊断依据，15O-H2O PET显像是目前局部脑血流灌注测量的“金标准”[10]。齐颖等[11]对CT及MRI结果正常的老年T2DM患者行SPECT脑血流灌注显像发现，左颞叶皮质血流存在不同程度放射性减低及缺损，对部分患者行18F-FDG PET脑代谢显像发现，左颞叶皮质和左侧海马存在不同程度放射性减低及缺损，说明脑血流灌注减低及脑细胞糖代谢水平降低早于脑实质结构性改变。对29例阿尔兹海默症（AD）及18例DM相关痴呆患者进行脑血流灌注SPECT随访研究[12]发现，后者表现为额颞叶及边缘叶小灶性灌注减低，后续11C-Pi B PET显像（可特异性识别淀粉样沉淀）提示病灶区域无异常放射性分布，说明DM相关性痴呆发病机制及影像学表现与AD不同，临床实践中需采取不同的干预措施。对749例无痴呆表现老年患者行8F-FDG PET脑代谢显像发现，DM组额叶、颞顶叶及扣带回区放射性摄取低于正常人群，即相应脑区葡萄糖代谢率降低，这种现象早于认知功能障碍数年，糖代谢受损可能是神经损伤原因之一[13]。因此，SPECT脑血流灌注断层显像可敏感显示亚临床脑缺血；在CT、MRI脑结构检查及认知功能正常的情况下，PET显像可早期发现和预测脑功能障碍导致的认知功能降低，表现为葡萄糖利用率降低。

三、DKD的核素显像

T2DM患者DKD发病率约25%，是发达国家终末期肾病的首要原因。DKD患者心血管意外风险高于冠心病患者[14]。随着我国DM患者基数的不断增长，住院患者中，DM已超越肾小球肾炎成为慢性肾脏疾病的首要原因[15]。

DKD分为5期，Ⅰ期以肾小球高滤过为特征，GFR升高，尿微量白蛋白阴性；Ⅲ期GFR降低，可持续检出尿微量白蛋白20～200 g/min。182例中老年DM患者行99mTc-DTPA肾动态显像发现，微量蛋白尿组及临床蛋白尿组GFR低于正常蛋白尿组，3组肾曲线高峰时间较健康人群延迟[16]。对105例T2DM患者行肾动态显像测定GFR和肾有效血浆流量（erpF）并与同期尿白蛋白比较分析发现，DKD早期GFR、ERPF升高，随着尿白蛋白升高，出现GFR升高（反映肾小球功能）、ERPF减低（反映肾小管功能）的“分离现象”，说明DKD肾小管损伤早于肾小球损害[17]。上述研究表明，99mTc-DTPA肾动态显像可准确测定GFR，捕捉至关重要的Ⅰ、Ⅲ期，从而早期干预DKD；另外，肾动态显像GFR升高、ERPF减低的“分离现象”可作为早期诊断DKD的临床指标之一。高达40%的中度蛋白尿DM患者尿蛋白可恢复正常，50%的GFR降低患者可表现为中度蛋白尿，甚至正常。因此，DKD患者除尿蛋白外，还应进行敏感性更高的GFR评估，但临床实践中对其使用不够，是DKD管理的缺陷[14]。

四、DPN的核素显像

核医学影像在DPN，如糖尿病足（DF）、胃轻瘫方面有所作为。运用SPECT骨三相检查观察足部血流、血池改变及骨病变，简单易行，PET/CT更为敏感特异。有研究[18]显示，核医学SPECT/CT白细胞炎症显像可评估DF骨髓炎抗生素治疗效果。对25例急性夏克氏骨关节病DF患者进行X线、MRI、18F-FDG PET/CT检查（结果以最大标准化摄取值SUVmax表示）记录基线水平，X线证实无骨受累；治疗至临床恢复后，多次PET/CT检查示SUVmax逐渐降低，直至SUVmax<2,MRI提示炎症消退；表明PET/CT可量化炎症过程，更好地指导急性夏克氏骨关节病治疗[19]。与其他影像学方法比较，18F-FDG PET显像和99mTc-HMPAO标记的白细胞SPECT显像在DF骨髓炎检测方面有高特异性[20]。

目前，DM胃轻瘫的诊断与治疗均存在不足，T1DM患者胃轻瘫发病率为5%,T2DM患者胃轻瘫发病率为1%[21]。DM患者出现恶心、呕吐、早饱、腹痛时，功能显像有助于查找病因与鉴别诊断。核素胃排空显像的胃排空延迟，是DM胃轻瘫评估的“金标准”[21]。胃轻瘫患者胃半排空时间与血肌酐、24 h尿微量清蛋白排泄率呈正相关，与e GFR呈负相关，提示DM性胃轻瘫与肾功能损伤相关[22]。

五、核素检查辐射剂量的安全性

核素显像建立在脏器组织和细胞对显像剂特异性结合或分子代谢基础上，能反映脏器或组织特定功能和代谢特征，与超声、放射学等以解剖结构改变检查为基础的影像学技术截然不同，可优势互补，但无法完全替代。

核医学发展严格遵守国际辐射防护委员会提出的放射防护核心三原则，即放射实践的正当性（放射实践的获益要大于付出的代价）、放射防护的最优化和个人剂量限值[23]。在辐射实践中，当电离辐射检查给患者带来临床获益高于不良作用时，这项检查就是正当的。核素检查在DM并发症中有较好的应用价值，符合辐射实践的正当性原则。辐射有效剂量小于100 m Sv，不会引起癌症风险增加；吸收剂量低于100 m Gy，组织器官不会出现临床功能损伤，不存在确定效应的风险，既适用于单次急性照射，也适用于每年反复持续小剂量照射的情况[24]。PET显像剂多为18F-FDG，以肿瘤代谢显像为例，单次有效剂量约5.7 m Sv;SPECT显像剂多为99m Tc，以剂量较高的负荷心肌灌注显像为例，单次有效剂量为12.5 m Sv，距100 m Sv有较大空间[25]，得益于国家标准及相关法律法规的指导及放射医学监护队伍的严格监管。我国核医学逐渐发展壮大，核素检查已成为各大医院常规开展且不可或缺的项目。

六、小结

核医学影像以显示血流、功能、代谢见长，具有敏感性较高的优势，能捕捉大部分DM慢性并发症（除DR外）的早期变化；对DM性心血管病变、脑血管病变、DKD、DF及胃轻瘫的早期诊治及预后判断有重要意义。我国是DM高发病率国，在寻找更特异的分子探针和研发更敏感探测设备的同时，应促进现有核素检查技术在DM慢性并发症早期诊断和病情监控中的应用，使广大DM患者获益。

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篇4

中图分类号：G436 文献标识码：B 文章编号：1006-3315（2016）01-192-001

在信息技术的推动下，现代医学影像技术日新月异，各种各样的新型技术及设备层出不穷，借助于医学影像技术辅助诊疗也成为医疗领域所广泛应用的方法。本文就信息技术在医学影像技术中应用的意义进行分析，并就信息技术在现代医学影像各技术中的应用进行探析。

一、信息技术在医学影像技术中的应用意义

医学影像技术不论在医学课程教学、实验教学、临床课程教学，还是医学科学研究、临床诊断治疗方面，均发挥着巨大的作用。

当前，不论医院、医学院校，还是医学研究机构均十分关注医学影像技术的信息化问题，这是由于传统医学影像在传输、存储、处理方面存在各种各样的弊端。如就医院而言，传统医学影像在影像胶片保存时所需耗费的存储空间极大，而且胶片处理过程需要耗费大量人力、财力与物力，病患所需等待的时间过长。胶片归档工作繁重，极易出错，手工进行胶片查询耗时耗力，时间久后，胶片极易老化，使得影像模糊，为再次查阅带来困难，甚至导致罕见影像受损。此外，难以实现远程会诊，需要人工送胶片，传输过程耗时耗力，且费用高。

而在医学类院校教学、科研工作中，传统医学影像技术也有种种弊端，包括如下：难以查找有用的影像，教学时需依赖医学影像，而教师为寻找同教学内容相符的影像，必须大量查阅资料、切片、标本，甚至需要到医院借阅，因而为其备课带来了极大的困扰。此外，很多罕见资料难以找到，即使找到也由于清晰度差不能使用。教师有时花费大量精力所找到的有用影像，由于影像载体不同而难以在课堂上展示，需要借助于各种各样的设备，费时费力，还难以完成教学任务，但是如果不用又无法用文字准确、清晰的表述，学生很难理解，导致教学效果不佳。

而信息技术的应用，有效地解决了传统医学影像所存在的各种问题，为医院影像管理、借助影像诊断病情、为病人提供便捷的就诊，为教师丰富教学活动，加深学生的理解，医学研究人员深入分析和研究疾病，提高影像使用率等方面，均带来了巨大而深刻的变革，极大地拓展了医学影像技术的应用空间，这正是信息技术在医学影像技术中应用的意义所在。

二、信息技术在医学影像技术中的具体应用

如今的医学影像早已脱离了之前依靠透视、拍片等加以诊断的情况，而是拥有CR、DR、MRI、DSA、CT等现代化医学影像技术，这项技术的诞生和发展均离不开信息技术的应用，如今现代医学影像技术已经成为了一门新兴专业，开始从人体解剖诊断逐步朝着分子、功能成像方面发展，而在此发展过程中仍有赖于信息技术的应用。

1.CR

该技术采用激光对成像信息加以读取和自动化记录，并以成像板作为基本载体，经曝光、信息读出后成功地形成了信息化平片影像，极大地提高了照片的分辨率与显示力。借助于信息技术，对图像进行处理，有助于进一步增加组织结构信息显示层次性，降低摄影辐射剂，减少对机体的损伤，还实现了将所获信息的高效传输，具有远程医学之功用。

2.DR

该技术借助于X线电视系统，借助于计算机信息化处理，将模拟信号经信息化采样、模/数转换等一系列过程，接入计算机中加以存储、分析、存储。所得图像具有很高的分辨率，所用放射剂量小，还可对图像进行处理，实现了无胶片自动化，借助于信息化工作站，能够同其他科室共享资源。

3.DSA

该技术是借助于计算机信息技术、影像增强、电视等技术发展而来，DSA图像能够对血管的径路图加以高清显示，加之应用了减影技术，极大地提高了对于血管的分辨力。

4.CT技术

该技术于上世纪70年代开始应用于临床，在信息技术的推动下，该技术已经经过了多次的升级与换代，无论是结构，还是性能均得到了提高和改善，并促进了其推广和普及。该技术对解剖结构显示清晰，能够对病变进行定位、定性诊断，因而在临床中具有广泛应用。

5.MRI

即磁共振成像技术，该技术在电子信息技术、图像重建技术的基础上形成，通过不同灰度，对组织结构进行反映，属于现代化医学影像技术中应用广泛的一种技术，且对于软组织具有很高的对比分辨率。

6.超声技术

超声成像原理同其它技术有所不同，但也能将组织、器官成像，因而也属于现代医学影像技术的一部分。该技术借助于各种超声设备，将超声发射之人体内，当其在体内传播时遇到不同组织、器官分界时，会出现回声，在借助于计算机信息技术，将此类回声信号加以采集、接收、加工、处理之后，就能够将其显示出来。

三、结语

综上所述，21世纪是信息技术高速发展和广泛应用的时代，现代医学影像技术借信息技术之东风，也必将得到快速的发展，不仅技术种类日趋丰富，而且检测效果日趋提高。通过深入地探析信息技术在医学影像技术中的应用，有助于加快提高医学放射技术水平，推动医疗水平的逐步提升。

基金项目：湖南省永州市科技计划指导项目（永科发[2013]17号）

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结核病是一种具有较强传染性的疾病[1，2]，主要是由结核杆菌引发的，属于慢性病，往往会对人的健康造成严重威胁。X线胸片诊断是目前应用范围较广的诊断方式，它能对患者肺结核的病变部位做出有效诊断，但是由于照射量大，会使机体受到损伤。文章对2014年8月～2015年2月在我院使用医学影像技术进行肺结核诊断的患者分别提供X线胸片与低剂量螺旋CT两种影像技术，对比其诊断正确性，报道如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2014年8月～2015年2月在我院使用医学影像技术进行肺结核诊断的患者90例，将其随机分成两组，实验组与对照组，每组45例。实验组中，男性27例，女性18人；年龄最小24岁，最大76岁，平均（55.9±11.8）岁。对照组中，男性25例，女性20例；年龄最小26岁，最大73岁，平均（53.1±10.2）岁。本次研究的两组患者均经过痰结核菌检查、白细胞计数、特异性抗体测定等检查确诊为肺结核，并且符合中华医学会对结合病学分会在《肺结核诊断与治疗指南》[3]中关于肺结核的诊断标准。对比两组患者的年龄、性别等各项指标，P>0.05，缺少统计学差异性，可以对比。

1.2方法

1.2.1对照组 为对照组中的患者提供X线胸片检查，具体流程如下：选用西门子公司生产的，型号为MVLT1X射线仪，电压为380 V，50 Hz，500 mA，最大电阻为0.9 Ω。一般摄取患者后前位与侧位胸片。拍摄侧位胸片是为了弥补前位胸片拍摄的不足，患病一侧需要贴近胸片。拍胸片正位时，两手背置髋部，双手内旋，中心线对准第六胸椎垂直射入，必要时拍摄侧位，用来观察心脏，主动脉，降主动脉的形态结构，患病的一侧需要贴近IP板。摄影条件采用高KV摄影120 KV，500 mA深吸气末屏气曝光。在看片过程中，医生应仔细观察胸部病变部位，掌握病变分布情况，注意观察肺部异常阴影结构、形状、密度。

1.2.2实验组 为实验组中的患者提供低剂量螺旋CT检查，具体流程如下：选取东芝4排螺旋CT扫描仪，电流为400 mA，层间距为1.5 mm，层厚为1.5 mm，准直为60 mm×0.65mm。取患者仰卧位，头向上扬，胸部稍微扩张，充分将胸部暴露出来。矩阵像素规格>512×512，转速为0.3～0.8 s/r。扫描方法为深吸气屏气从肺尖扫到肺底，必要时进行局部薄层重建。对患者结核病变分布形状、区域、密度进行仔细记录，并观察肺部组织与周围血管病变情况。当成像不清晰或是遇到病灶时，以及遇到细小病灶时，进行局部薄层扫描，详细观察病灶钙化现象。对扫描结果进行总结，并有影像科医生进行双盲法诊断。

1.3观察指标 详细观察并记录两组患者的诊断符合率、误诊率、漏诊率，以及肺结核的各项病理特征检出率，包括：胸膜增厚、卫星灶、淋巴结肿大、支气管播散灶、少量胸水等指标的检出情况。

1.4统计学分析 使用计算机软件SPSS13.0对两组患者的数据资料进行统计学分析，用x±s代表其计量数据，用？字2对其计数数据进行检验，将P

2 结果

2.1对比两种不同影像技术诊断肺结核的符合率、误诊率、漏诊率 实验组中患者诊断符合率、误诊率、漏诊率均高于对照组，P

2.2对比两种不同影像技术对肺结核病理特征的检出率 实验组中患者肺结核病理特征检出率高于对照组，P

3讨论

结核病具有较强的传染性[4]，患有结核病的人群免疫力通常较低，并且结核杆菌会使患者身体多处器官受累，最常见被累及的器官为肺部，由于服用药物周期时间较长，所以患者容易产生不良反应。鉴于此，如何利用影像医学技术提高肺结核的正确诊断率、减少照射量显得十分重要。现如今，诊断肺结核的方式有很多，包括胸部病理活检、痰液培养、纤维支气管镜等方式，但是受到经济与操作性的制约，难以推广。X线胸片是传统肺结核诊断技术，具有价格便宜、适用范围广等优势，但是容易造成误诊、漏诊现象。从本次研究结果中可以看出，实验组中患者的诊断符合率为95.5%，对照组中患者的诊断符合率为80%，实验组高于对照组，P

综上所述，在肺结核的临床诊断中，低剂量螺旋CT诊断能有效避免X线胸片对肺部组织的遮挡、以及分辨率低的问题，并且能有效提高临床诊断正确性，可以在临床推广使用。

参考文献：

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[2]裴向滨.低剂量螺旋CT和X线胸片对肺结核的诊断价值分析[J]. 中国处方药，2015（9）：101-102.

[3]夏鞣.低剂量螺旋CT在肺结核临床诊断中的应用分析[J].中国保健营养旬刊，2014，24（2）.

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Abstract：Objective Use the data transmission technology and a series of post processing technology to meet the need of the clinical practice in teaching，diagnosis、scientific research and so on .Methods Based on C-MOVE's tripartite communication mechanism，and all image data obey the form of DICOM3.0，use the PACS that is research and development by ourselves，take the image data in the facility，workstation and PACS sever group to transmission and back.According to our need，the data also can have a series of post processing then back to the facility、workstation and PACS sever group.Results The back image data that after post processing can meet the need of the medical imaging diagnosis，research and teaching to the image data and image pictures.Conclusion The data transmission technology have a great help in improving the accuracy of medical imaging diagnosis 、realizing the networking，digitizing of teaching and ensuring the scientificalness、conscientiousness of research .

Key words：PACS；Data transmission；Technology of post processing

医学影像归档与通信系统（Pictures Achieving and Communication System，PACS）是应用网络技术，计算机技术和通讯技术，遵循DICOM唯一标准，实现医学图像的数字化显示，存储和传输的综合性系统[1]。图像回传后处理技术是PACS系统在编辑患者影像图像是常用的技术，由于图像后工作站的存储容量有限，随着时间推移，早期患者的影像资料就会从工作站上被自动删除，因此，想要重新后处理这个患者的图像就变得不可能了。数据回传技术是PACS系统的一项新技术，通过网络连接将保存在影像服务器中的数据回传给设备后处理工作站，从而实现无时间限制的后处理能力。本研究基于数据传输与回传技术，通过PACS系统平台，利用计算机软、硬件技术，构建数据回传技术，以研究数据回传技术在临床中的应用。

1 资料与方法

1.1一般资料 研究材料为我院影像中心荷兰飞利浦、德国西门子，美国GE、日本东芝等多家公司多种型号检查设备，以PHILIPS Brilliance 64排CT做典型代表分析。PC应用环境采用Microsoft Windows 7中文版或Windows XPx Professional操作系统。图像采集与传输采用医学数字影像通讯标准DIC0M 3.0，影像数据库采用SQL Server Rv5数据库。

医院局域以太网网络，操作系统是微软WINDOWS7专业版，服务器操作系统是Windows Enterprise Server 2008，数据库操作系统是Sql Enterprise server2008，程序设计开发工具是Microsoft visual studio 2010专业版。

1.2方法 PACS系统的核心是PACS服务器组，它接收影像检查设备传来的DICOM3.0格式的影像数据并存储，将影像数据文件头中包含的患者信息与HIS系统中的患者信息进行匹配，完成图像信息与患者信息的关联，借助数据库对图像进行管理，同时为多个用户和图像使用设备提供影像数据的查询和发送[2]。

2 结果

PACS系统有七个连续不断的运行过程组成（图1所示）。图像回传技术的运作也是基于这七个过程完成的。DICOM（Digital Imaging and Communications in Medicine）医学数字成像与通讯标准[3]：DICOM应用实体的运行与交互是基于客-服务器模型的。SCP（service class provider）服务提供者，相当于客户-服务器模型中的服务器，SCU（service class user）服务使用者，相当于客户-服务器模型中的客户[4]。在DICOM标准中，DIMSE-Service（DICOM message service elements），即DICOM消息服务单元与相关信息对象IOD结合成一个SOP类。

DIMSE服务组包括C-ECHO、C-FIND、C-MOVE、C-STORE。其中C-MOVE是基于两个TCP连接的三方服务，关于C-MOVE的三方通讯机制如图2所示。C-MOVE可以实现从一个AE将DICOM文件发送给另一个AE。关于C-MOVE SCP需要同时实现C-STORE SCP的问题，特此说明一下。并非一定要求C-MOVE SCP来实现C-STORE SCP服务，C-MOVE服务本身并未要求是双方交互，有可能是多方交互。比如A作为C-MOVE SCU向B发出C-MOVE-RQ请求，此时作为C-MOVE SCP的B在查询到结果后可以向C发出C-STORE-RQ请求，只要C提供了C-STORE SCP服务，就可以接收由B发送过来的图像。因此C-MOVE服务可以使三方之间的交互。

数据回传技术使用的是可以实现三方之间交互传输的DIMSE服务组中的C-MOVE服务。数据回传技术是设备（Facility），工作站（work station）和PACS服务器三者之间相互的影像数据之间的传输和回传，三者之间的影像数据均遵从DICOM3.0格式，设备、工作站及PACS服务器三者中任何一方可以为SCU，也可以是SCP。我院采用自主研发的PACS系统，进行数据回传时，首先启动云PACS服务，在远程服务器中首先新建一个新的服务器（例如服务器名称为MRI，既将指定患者的MRI图像进行回传），找到需要处理的患者的信息，提取影像资料到本地服务器，提取之后打开编辑，对影像进行一系列处理以达到想要实现的效果，例如进行匿名化处理发送至学校的教学PACS系统内进行教学，从而保护患者隐私；进行特殊标记处理把想要突出说明的地方标记出来用于科研、临床病例讨论等；对图像进行三维重建、多平面分析、局部放大、调整窗宽窗位等后处理，以协助影像科医生更好的阅片和做出更准确的诊断。最后把编辑好的图像在发送至远程服务器里一开始新建的服务器中去，这样就完成了一次数据的回传。见图3。

PACS数据回传系统的应用，为医学影像科医生的分析及诊断提供了更加清晰的思路，提供了多平面图像重建的可能，而且同意患者图像可多次打印，提高了影像诊断的准确率。

2.1提高医学影像学的诊断水平 准确性是所有诊断手段和工具的立身之本，影像科医生或者临床医生诊断时常常需要结合患者的多种影像资料做出综合诊断，需要看到患者的多种影像资料和报告结果，甚至需要看到患者以往的影像资料。 数据回传技术的应用改变了原有的诊断方式，提高了诊断准确性。以往诊断科室和临床科室医生所接触到的都是由技师调整好窗宽和窗位后的胶片，如果医生认为不能满足需要，还要请医技科医生重新出片，这势必会造成不必要的麻烦和浪费。

而应用数据回传给技术之后，传送的图像经后处理工作站的一系列处理，如对比、标注、测量、缩放、调整窗宽窗位、三维重建、多平面成像等，得到的图像较原始图像更加具体，更能突出问题，为医生的诊断及教学提供更为准确的证据和详尽的资料，帮助医生更准确的定位病灶，减少误诊率。由于存储容量的限制，先前的影像后处理工作站对这种时间过去很久的患者是不能做任何后处理的，甚至是找不到相应的影像资料的，利用图像回传技术，可以不受时间的限制，处理任何时间的患者的图像。加之PACS系统可以将不同类型的设备所产生的影像，通过计算机以太网络，按国际标准的DICOM协议，联为一体，实现全医院的影像资料的集中管理和资源共享[5]。结合PACS系统的这种资源共享性的特点，影像医生和临床医生可以查看患者以往多种的影像检查结果，并可以在同一界面分析比较。与HIS系统集成后，医生还可以通过PACCS系统查看患者的医嘱、电子病历以及检查申请单等临床信息，这就大大丰富了诊断依据[6]。

2.2使影像教学更加生动具体 医学影像学是一门形态学科，其特点是通过对影像资料的观察、对比和分析进行疾病的诊断，从而完成由感性到理性的认识，那种被动而传统的教学模式已不能满足当今高科技时代师生的需求。近年来，随着计算机多媒体技术、可视化技术和网络通讯技术的飞速发展，医学影像归档与通讯系统（pictures achieving and communication system，PACS）的普及与应用为基于PACS的医学影像学远程教学的发展提供了广阔的空间，数据回传技术的应用使这一教学方法更加人性化和形象化。传统医学影像学教学模式基本上采用书本联合影像胶片的方式进行，但由于通过书本和胶片所获得的影像图像数据较为陈旧并难以及时更新。因此，这一传统教学模式已经明显落后于现代化教学的需求。随着计算机技术的发展，使用多媒体幻灯片形式来获取所需的影像图像的现代化教学模式日益成为当前时代的主流选择。虽然后者相较前者与较大的进步，但由于工作量大而繁琐及储存空间不足等问题，因此一种新的快捷而高效的教学模式成为各大医学院校教学追逐的焦点。

远程教学就是在医院PACS服务器、医院远程教学服务器与学校远程教学服务器之间铺设光缆，构建一条专用的h程教学数据通道，利用数据回传技术，将医院PACS服务器上经过一些列处理的影像图像，如比较人性化的保护患者隐私的匿名化处理，突出重点的标注等等，传输到学校远程教学服务器上， 学生通过客户端即可访问远程实训系统点播视频、浏览影像图片、在线与老师互动交流学习。这一动态的教学模式有助于增强教学的直观性与生动性，增强了学生学习的积极性与主动性，并且有利于学生思维能力的训练与培养，明显提高了教学质量。

2.3使科研更加严谨规范 正如著名超声学家应崇福先生所说的："做科研不一定需要多高的智商，但一定需要有科学严谨的态度，踏踏实实的干劲，一步一个脚印的朴实，戒绝浮躁之风，科学容不得一点掺假"。严谨是科研的必要条件，做医学科研更是应该如此。随着网络技术、存储技术以及计算机技术的发展，医疗领域的PACS/RIS的应用进入了高速发展的时代，并最终实现了医学影像资源的共享，这就为影像科室及临床科室的读片工作以及针对某一领域的科研工作的影像资料的获取提供了非常便捷的方式，数据回传技术则是保证了这些工作更加准确严谨，科学规范。不论是平时科室内部进行的病例讨论，对实习同学进行的读片教育工作还是科学严谨的科研工作，都需要保证影像资料有代表性，图像清晰，突出重点，这些在原始图像上面很难全部反应出来，而应用数据回传技术则可以对图像进行一系列后处理，如调整图像的密度和对比度，对病灶进行标注（大小、CT值等），局部放大，三维重建等等，这些是的病例图像更加形象具体，突出重点，初学同学容易理解，标注清晰，有理有据，科研更加具有说服力。

3 讨论

PACS系统（图像存档和传输系统）是顺应着计算机技术，医学影像技术和网络技术的进步应运而生的，目的是解决医学图像的获取，显示，存储，传送和管理。它以高速计算机设备为基础，以网络连接各种影像设备和相关科室，利用高容量存储技术，以数字化的方式存储，管理，传送和显示医学影像及其相关信息，具有影像质量高，存储，传输和复制无失真、传送迅速、影像资料可共享等突出的特点，是现代医学影像信息管理的重要条件。在我国，经过近几年的应用及不断创新，目前PACS系统已经比较成熟，它为实现医学资源共享提供了极大的帮助。

数据回传技术是近几年新型的一门图像后处理及分析的新兴交叉学科。通过网络连接将保存在影像服务器中的数据回传给设备后处理工作站，从而实现无时间限制的后处理能力。借助图形、图像技术等有利手段，医学影像的质量和显示方法得到了极大的改善，从而借助于图像处理和分析手段使得诊疗水平大大提高[7]。这不仅可以基于现有的医学影像设备来极大地提高医学临床诊断水平，而且能为医学培训，医学研究与教学，计算机辅助临床外科手术提供数字实现手段，为医学的研究与发展提供坚实的基础，具有不可估量的价值[8]。

作为一门新兴的交叉学科，数据回传技术为影像的质量及医生的诊断都带来了很大的帮助，同时也带来了很多新的技术让我们探索和学习。但作为一个新兴的技术，其必定有其局限性，例如回传工作站的指定性，回传操作的相对复杂性等等，这些技术都有待于以后不断的解决和创新，以建立一个更加科学、有效，实用的影像辅助技术。

4 结论

通过我们回传回去的数据和图像，能够完全满足影像科医生更好的做出临床诊断，为提高临床诊断水平，提高图像质量等方面做出了极大的贡献。

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篇7

医学图像三维重建技术，就是指用一系列二维切片图像重建三维图像模型并进行定性分析和定量分析的技术[1]。该技术可以从二维图像中获取三维结构信息，能够提供更逼真的显示手段，能够提供具有真实感的三维医学图像，便于从多角度、多层次进行观察和分析。

三维重建技术应用数字化和可视化的方法，发现生命现象的变化规律，在诊断、手术规划及模拟仿真等方面均广泛应用，并为影像的应用提供了重要技术支持和广阔的应用前景[2-3]，因此，三维重建技术在医学领域得到了广泛关注了和学者们的大量研究，已出现多种图像的三维重建方法。由于三维重建模型具有很强的直观性，且医学影像专业的解剖学与其他科目相互渗透、相互结合[4]，如果人体结构的三维模型可以用到解剖学教学中，那么教师和学生们都将获益匪浅。本文将重点介绍利用三维重建软件对影像资料进行重建，并阐述其在医学影像专业解剖学教学中的应用。

1 材料与方法

1.1 材料 Intel3处理器，1G以上内存，1024*1024分辨率，WindowsXP操作系统，人体CT影像数据，扫描层厚为0.625mm。Mimics13.0软件。

1.2 三维重建方法 采用图像三维重建软件Mimics13.0对图像进行三维重建。利用软件的阈值设定选择拟重建部分，软件中以不同颜色显示各种拟重建结构；用图像编辑功能对图像边界进行“添加”或“擦除”操作，这样可使重建图像更准确；利用区域增长功能可对选定的结构进行图像分割，再现细小结构的形态，还可利用布尔运算可对图像进行逻辑运算。最后采用软件的三维计算功能对图像进行重建，清楚地再现不同结构的三维形态结构。

1.3 教学应用 讲授我校2011级高职医学影像专业学生的解剖学理论课时，使用三维重建软件导入重建的三维模型，对照三维模型讲授各解剖结构的形态及毗邻关节。

2 结 果

将断层影像导入Mimics13.0软件后，软件可再现水平面、矢状面及冠状面的影像。通过软件中阈值设定、图像编辑、区域增长、布尔运算及三维计算等功能对CT断层数据进行图像分割、重建，既可清楚地再现整体的三维结构，也可单独显示各器官的三维形态。在我校2011级医学影像专业解剖学教学中试用，学生普遍反应三维重建模型可以清楚显示人体的空间结构和毗邻关系，增进了学生对医学影像专业的认识，大大降低了学习的难度，理解了空间位置关系，提高了学习兴趣。与2010级医学影像专业学生成绩相比，2011级成绩有了显著提高，见表1。

统计学分析结果显示使用三维重建技术运用于教学的2011级学生比2010级学生及格率，平均分均有显著提高（P

3 讨 论

3.1 各种三维重建方法的比较 李鉴轶等[5]通过三维扫描仪获得骨表面点的空间信息，并通过相应的图像拼接软件快速地建立骨外形的三维模型，它只能对骨的外形进行重建。目前普通使用的三维重建方法大多是通过CT、MRI影像进行重建。本研究采用三维图像重建软件对CT或MRI数据在普通计算机上进行图像重建，不仅可开展整体器官结构的三维重建，还可显示相邻结构，将此三维图像用于解剖学教学直观、立体。

3.2 三维重建模型在解剖学教学中的作用 在安装了适当的图像软件后，重建的三维模型可以在普通的个人计算机上使用，可以大大方便老师的教学和学生的学习。对老师而言，首先可以很方便地进行解剖理论课的教学，各解剖结构一目了然，不用再辛苦而且枯燥地描述各解剖结构的空间位置，使枯燥难懂的断层解剖学变得形象易懂。培养了学生立体、空间的医学影像专业解剖思维，从而达到了全面、多方位理解知识的目的。

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篇8

当前随着科学技术的不断完善，科学技术对各行各业所带来的改变也是有目共睹的，。因此，我们可以看到在临床医学当中，仅仅依靠以往的图像处理技术是难以跟上时代的。[1]为此，将临床医学与计算机技术相融合，多学科的交叉可以促进计算机图像处理技术的发展。并且，借助计算机图像处理技术就可以有效地提高临床治疗的质量与安全，提高利用计算机图像处理技术进行诊断的准确性。为临床医学进行治疗提供了十分重要的参考。

一、医学图像技术研究

1.1医学图像处理技术

现代的医学图像处理技术是将计算机图像处理技术应用到临床医学当中，但是有别于以往的传统医学图像，现代的医学技术可以更加有效地确保各种病理信息的真实与客观，这是十分重要的。随着近几年在当前的医学图像处理过程中，医学的图像处理技术是需要相应的标准对图像进行分割的，在临床医学当中由于患者的病理特征不同，因此在对患者的病理部位进行图像分析的时候根据治疗的需要，是需要对图像进行分割的。根据处理对象的角度，对处理对象的整体进行分割，分割为感兴趣的区域以及其他区域，针对于某一区域的信息进行完善。因此现代的医学图像处理技术不是简单的处理，而是可以构建起一定的神经网络和统计学模型，借助这些来实施图像的分割。

此外，随着图像处理技术在医学当中广泛使用，需要多种模式的数据加以配合，为了获得全面有效地医疗信息，在临床医学的计算机图像处理技术当中图像的配准是对临床医学的研究有着十分重要的作用的。因为在临床医学当中对图像的处理往往是需要进入融合的阶段，而图像的配准则可以让图像的融合减少消耗的时间，可以做到准确和迅速的融合以便帮助临床医学进行判断。可以看到，图像的配准可以为图像融合技术起到了十分重要的预处理技术。

二、计算机图像处理技术在临床医学当中的应用

临床医学当中一些特殊的医学领域是需要借助计算机处理技术来进行的，通过照相机以及摄像机对图像进行拍，在现阶段的医学领域当中计算机图像处理技术可以更加广泛地得到运用。除此之外，计算机可以为使用者带来更多的便利。计算机技术为图像拍摄提供了更为专业的镜头，这种镜头在使用过程当中可以进入人体口腔的各个部位，并且可以全角度的获取图像，因此在口腔内科当中得到广泛的应用。不同的医学应用所需要的摄像头也是有所不同的，在临床医学当中需要专门配置一套可以插入根管内部的微型摄像头。这些摄像头可以在使用当中针对于患者的情况进行适当的移动从而观察到患者患病部位的详细情况。在未来的一段时间计算机技术在临床医学当中的应用会越来越广泛。新型的技术虽然可以在短时间内对医疗工作人员的工作效率带来实际上的改进，但是相对而言，医疗人员的工作素质与工作能力都需要与计算机技术相匹配，也就是医疗工作人员需要了解到计算机图像处理技术的使用方法，才能够灵活使用计算机图像处理技术。计算机图像处理技术还需要建立起相应的数据处理库，这是为了让数据资料可以保留下来，对典型的案例进行分析和总结，找出有效的方法以便于遇到相似的案例进行解决。图像软件的使用是需要医护人员与患者进行沟通的，计算机图像处理技术的使用也需要获得患者的同意才能进行下去。[2]

三、临床医学当中计算机图像处理技术的应用前景

在现代临床医学当中计算机技术的应用已经不是十分罕见的案例，目前出现了计算机辅助外科手术，指的是，通过现代的数字影像技术对计算机进行处理与分析，在临床诊断当中需要通过图像技术对一些原始的数据进行恢复。医生在给患者进行手术的时候通过计算机图像技术加以辅助可以极大地提高手术成功的准确率。让医生可以直观地了解到患者的病情以及病变的位置。为此在有限的空间内进行手术是可以让计算机图像技术对空间进行延伸，从而有效地增强了实施手术的准确度以及精准度。临床医学当中的计算机图像处理技术的应用是势在必行的，计算机图像处理技术提供更精准的图像定位，为临床治疗提供了重要的辅助作用。因此可以看到，临床医学当中计算机图像处理技术的应用前景是十分广阔的。

结语：文章对计算机图像处理技术与临床医学的结合进行分析，对日后的临床医学的应用提供了重要的借鉴与参考。因此可以看到，计算机图像技术在临床医学当中的应用是有着十分广阔的前景的，并对日后的临床医学的发展起到了重要的辅助作用。

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中图分类号：TP301文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)09-2122-04

1 背景知识介绍

图像融合是指综合两个或多个源图像的信息，以获取对同一场景的更为精确、全面和可靠的图像描述。它将不同传感器所采集到的关于同一目标的多幅图像，或同一传感器在不同时间采集到的关于同一目标的多幅图像，经过一定的图像处理算法，提取各自的有用信息，生成一幅能够更加有效地表示目标信息的新图像。从信息论的角度讲，融合后的图像将比组成它的各个子图像具有更优越的性能，综合信息大于各部分信息之和，也就是说，融合的结果应该比任何一个输入信息源包含更多的有用信息[1]。

图像融合通过多幅图像间的冗余数据处理，提高图像的可靠性；通过对多幅图像间的处理，提高图像的清晰度。与单一、孤立的原始图像相比，经融合得到的图像更适合人或饥器的视觉特性，可以提供更多的目标信息。比如，由于受到云、烟雾、照明环境以及传感器固有特性等因素的影响，通过单一传感器所获得的图像信息不足以用来对目标和场景进行更好的检测、分析和理解．将一些成像条件相同、镜头聚焦目标不同的多个图像，通过图像融合技术处理可以得到一幅目标清晰的融合图像[2]。

图像信息融合按信息抽象程度的不同(也对应完成不同级别的功能)可分为3个从低到高的层次：像素级(原始数据)融合、特征级(或目标级)融合、决策级融合。

图像融合从配准的图像出发，经过特征提取、属性判决而得到融合结果。上述三个层次与图像工程的三个层次有一定的对应关系，在实际中要根据需要选择和结合不同层次融合的特点，获得全局最优的效果。

多模态医学图像融合技术是20世纪90年代中期发展起来的一项高新技术，也是当前国内外在医学图像处理与分析研究中的热点之一。医学图像融合则是指对医学影像信息如CT、MRI、SPECT和PET所得的图像，利用计算机技术将它们综合在一起，实现多信息可视化，对各种医学影像起到取长补短的作用。

2 多模医学图像融合技术

2.1 多模医学图像融合的主要步骤

多模医学图像的融合是建立在两种或多种不同模态医学图像配准基础之上的，它可归纳为三步，如图1所示。

第一步是预处理。对获取的两种或多种图像数据分别进行去噪、增强以及分割图像特征的提取等处理，统一两种数据格式、图像大小和分辨率，对序列断层图像做三维重建和显示；第二步是配准。配准是指对图像寻求一种或一系列空间变换，使它与另一图像上的对应点达到空间上的一致。配准主要解决的问题是两幅图像之间的几何位置差别，包括平移、旋转和比例缩放等基于对特征空间、相似性准则和搜索策略的不同选择，配准方法可分为基于全局域准则的方法、频域傅立叶法、基于特征的匹配法和基于弹性模型的匹配法；第三步是融合。图像在空间域配准后便可选择不同的融合算子和融合规则进行融合。本文主要讨论第三步融合，以下介绍的各种融合技术都是在配准之后的基础上进行的。

2.2 医学图像融合算法

目前常用的医学图像融合技术包括：加权平均法、多分辨金字塔法、小波变换法、基于假彩色技术的融合算法及基于调制技术的融合算法等。下面就其中几种方法作进一步的说明，由于基于小波变换的方法在图像融合技术中的重要性，将在下一节详细介绍。

2.2.1 简单图像融合方法

像素灰度值极大(小)法：设g1(x, y), g2(x, y)为两幅输人图像，f(x, y)是融合图像。则像素灰度值极大法为f(x, y) = max{g1(x, y), g2(x, y)}

此方法只需要对两幅配准图像取对应点的极大值即可。像素灰度值极小法思想相同，只须取原图像对应点的极小值即可。这些方法简单，效果一般，应用有限。

加权平均法：加权平均法同是一种最简单的多幅图像融合方法，也就是对多幅图像的对应象素点进行加权处理。这种方法的优点是简单直观，适合实时处理，但实现效果及效率较差，其难点主要在于如何选择权重系数。

基于图像分割的融合方法：这种方法是以一幅待融合的图像为基准，从另一幅图像中分割出感兴趣的部分(通常是病灶)，然后对两幅图像进行配准，建立空间映射关系，将一幅图像上的特征映射到另一幅图像上。比如我们可以利用CT图像空间分辨率好的特性，以它为基准，再利用MRI图像对软组织成像清晰的特性，从中分割出病灶，经过配准、融合得到新图像。该方法的特点是图像的融合效果好，难点在于如何自动准确地分割出ROI。医学图像由于其对比度低、细节丰富、边缘模糊等特点，分割更为困难。常用的边缘检测算子有Roberts、Sobel、Canny等。其中Canny算子因其有良好的信噪比而使用较多。文献[7]提出一种用改进的Canny算子对病灶轮廓提取的方法。此外，我们还可以使用小波或神经网络等智能方法进行病灶特征的提取。

2.2.2 多分辨金字塔形分解融合法

这是一种多尺度、多分辨率的图像融合方法，其融合过程是在不同尺度、不同空间分辨率、不同分解层次上进行的。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态学金字塔被统称为多分辨金字塔。多分辨金字塔方法是目前较为常用的图像融合方法。在这类算法中，原图像不断地被滤波，形成一个塔状结构。在塔的每一层都用一种算法对这一层的数据进行融合，从而得到一个合成的塔式结构。然后对合成的塔式结构进行重构，最后得到合成的图像，合成图像包含了原图像的所有重要信息。

2.2.3 智能图像融合

2.2.3.1 神经网络方法

自1986年BP神经网络模型诞生以来，神经网络在各种领域获得广泛应用。神经网络适合于非线性建模，具有自学习、自组织、自适应能力。在进行图像融合时，神经网络经过训练后把每一幅图像的像素点分割成几类，使每幅图像的像素都有一个隶属度函数矢量组，通过对其提取特征，将其特征表示作为输人来参加融合。文献[11]给出一种自组织特征映射(SOFM)神经网络融合算法，文献[12]是一种基于知识的神经网络(KBNNF)融合算法。

2.2.3.2 演化方法

演化方法模拟自然界生物演化过程，具有自适应、自学习和鲁棒性强等特点。另外，演化计算对于刻画问题特性的条件要求较少，效率高且易于操作，目前已广泛应用于各种领域中。文献[13]给出了基于进化策略和HIS变换的图像融合方法，其效果优于传统算法。

2.3 基于小波变换的图像融合算法

2.3.1 图像的二维小波分解

图像是二维离散信号，对它的分析和处理需要使用离散二维小波变换。Mallat提出了小波变换的快速分解与重构算法，利用两个一维滤波器实现对二维图像的快速小波分解，再利用两个一维重构滤波器实现图像的重构。

二维小波分解和重构各使用一组滤波器，分解使用一维分解低通滤波器L和高通滤波器H；重构使用一维重构低通滤波器L'和高通滤波器H'。在分解阶段，首先使用低通滤波器L和高通滤波器H对图像的每一行进行滤波得到两组矩阵系数。然后，使用低通滤波器和高通滤波器对两组系数矩阵的每一列滤波。这样，1副图像经过第1级小波分解，产生4副子图像LL、LH、HL和HH。3幅细节子图像LH、HL和HH分别包含原图像在水平、垂直和对角线3个方向上的高频信息，而近似子图像LL是原图像低通滤波版本。另外，这副子图像还是下一级分解的输入。因此，一幅图像经过N级小波分解产生3N+1副子图像。在同一分解级上的子图像尺寸相同。合成运算首先对子图像的每一列使用低通滤波器L'和高通滤波器H'滤波，然后对得到的图像的每一行滤波。

图像经二维分解之后，分别得到图像的低频分量、水平高频分量、垂直高频分量和对角方向的高频分量，下图是图像经三层小波分解的结果。

上述过程即金宇塔形小波分析，另外对图像的分解还有树状小波分析、多小波分析、提升小波分析，它们较之于金宇塔形小波分析，具有更多优点，在试验中能够获得更好的效果。现今大部分对小波图像融合的研究重点一般集中在两方面：一是使用不同的小波基函数和不同的小波分析方法；二是后面讨论的在进行系数融合过程中对融合策略的改进及融合算子的选择研究。

2.3.2 基于小波变换的图像融合过程

基于小波变换的图像融合，就是将待融合的原始图像经过特定的小波变换得到小波图像序列，在不同的特征域(如高频和低频图像)上的图像序列采用不同的融合规则进行融合以得到小波图像序列，最后将融合后的小波图像序列经过小波逆变换(重构)，得到多传感器图像的融合图像。基于小波变换的图像融合过程(如图3所示)。

两幅图像融合的基本步骤如下：

1) 对A、B两幅图像分别进行小波变换，建立各待融合图像的小波金子塔图像序列；

2) 分别使用不同的融合算子作用于各个分解层的不同高频子图像以及最高层的低频子图像，从而得到融合后的小波金子塔图像序列；

3) 对各分解层进行小波反变换，最终所得到的图像就是融合图像。

2.3.3 基于小波变换的融合规则

基于小波变换进行图像融合的关键是系数组合，即为获得质量尽可能好的融合图像，以适当的方式合并系数的过程．合并系数的方式称为融合法(Fusion Rule)．融合法则由活动水平测度(Activity-Level Measurement)、系数分组方法(coefficient Grouping Method)和系数组合方法(Coefficient Combining Method)组成，对这三者的不同选择形成不同的融合法则[17]。

目前小波域的融合规则主要分为两种：基于单个像素的和基于区域特征的融合规则。前者主要包括：(1)小波系数的直接替换或追加；(2)最大值选取；(3)加权平均等。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。

基于像素的融合规则在融合处理时表现出对边缘的高度敏感性，使得在预处理时要求图像是严格对准的，否则处理结果将不尽人意，这就加大了预处理的难度。基于区域的融合规则由于考虑了与相邻像素间的相关性，降低了对边缘的敏感性[18]，所以具有更加广泛的适用性。

2.4 不同融合算法的评估

由于图像融合技术所面向的研究对象的多样性和复杂性，至今尚未找到普适的参量能对所有的图像融合结果作标准量测。不同融合方法的结果，可用目视判别：优点是直接、简单，可直接根据图像处理前后的对比做出定性评价，缺点是主观性较强。

为了进一步客观定量评价融合效果，从融合图像包含的信息进行分析，对不同类的图像融合结果所采用的定量评价参量有熵、交叉熵、平均梯度、标准偏差、光谱扭曲程度、互信息量等，且不同的文献资料对这些参量的具体定义存在差异。下面介绍几种常见的定量评价指标。

1) 信息熵

图像的熵值是衡量图像信息丰富程度的一个重要指标．融合前后的图像其信息量必然会发生变化，计算信息熵可以客观地评价图像在融合前后信息量的变化。根据Shannon信息论的原理，一幅图像的信息熵为。

在某种程度上可以认为，如果融合图像的熵越大，表示融合图像的信息量越大，融合图像所含的信息越丰富，融合质量越好。

2) 交叉熵

交叉熵(Cross entropy)亦称相对熵(Relative entropy)，交叉熵直接反映了两幅图像对应像素的差异，可用来度量两幅图像间的差异，确定各种融合效果的优劣。交叉熵越小，说明融合后图像与标准参考图像问的差异越小，即融合效果越好。若标准参考图像为尺、融合后图像为F，则参考图像尺与融合图像F的交叉熵为：，式中pRi表示参考图像尺中灰度级i出现的相对频率；pFi表示融合图像F中灰度级i出现的相对频率。

3) 平均梯度值

平均梯度是敏感反映图像对微小细节反差和纹理变化特征表达的能力，同时也反映了图像的清晰度，一般平均梯度越大，图像层次越多，融合后图像纹理越清晰，融合达到了提高空间分辨率的目的。

这里，M和N分别是图像的行数与列数。

Ix=g(i+1，j) - g(i，j)

Iy=g(i，j+1) - g(i，j)

式中g(i，j)为(i，j)像素点的灰度值。

3 医学图像融合技术的应用

作为当今医学影像技术研究中的热点问题之一，多模态医学影像融合技术的研究及其研究成果，对临床治疗有着重要的意义。医学图像融合经过近些年的研究，已经应用在影像诊断、临床治疗中，国外已经有了产品化的融合软件系统。

3.1 图像融合在颅脑成像的应用

由于脑组织有颅骨的限制与界定，相对较为固定，容易确定标志进行准确配准。目前，临床主要进行颅脑的图像融合。融合图像精确定位颅内病变，提高诊断准确性：形态学成像与功能成像的图像融合，可精确定位功能图像所示异常改变区，提高诊断的准确性。丁里等研究认为，SPECT与MRI融合可精确判断rCBF减少的范围及部位，为脑变性疾病和脑血管病的诊断提供标准化方法。例如：融合图像可精确确定脑变性疾病rCBF减少及消失区，尤其当其位于额叶、颞顶枕交界等与神经心理功能有关区域时，融合图像研究结构和功能改变与临床神经心理改变之问关系更佳。

原发癫痫病灶的准确定位一直是困扰影像界的一大难题，许多学者利用融合技术对此做出了富有成效的探索。例如：于发作期和发作间期，对癫痫患者分别进行SPECT检查，将二者的图像相减，再分别与MRI图像融合，可使功能损伤的解剖学标记更准确，以SPECT所示的局部脑血流定位大脑新皮质的癫痫灶进行准确定位，从而为立体定向外科手术提供重要依据。

3.2图像融合在体部成像的应用

感兴趣区在图像采集中无变形和失真是图像融合的前提。由于多数体部脏器的形状不规则，又易受呼吸运动影响，较难做到准确匹配，故图像融合应用于体部成像的报道还比较少，主要从受呼吸运动影响相对较小的颈部和盆腔开展研究工作，但是对受呼吸运动影响较大的肝、胰和肺等脏器也尝试进行融合。Magnani等证实，CT/PET对非小细胞肺癌侵犯纵隔淋巴结的分期诊断，融合图像比单纯应用CT或PET更为准确。

4 多模医学图像融合技术的最新进展与前景

4.1 图像融合技术新进展

在图像融合技术研究中，不断有新的方法出现。像素级图像融合的最新进展[22]，主要有图像融合理论框架、实时融合系统集成、统计学方法、新的图像分解方法、神经视觉生理学方法图像融合与图像处理算法的互相结合、基于成像物理模型的融合方法、自适应优化图像融合研究、基于图像融合的目标识别和跟踪算法研究等。

其中新的分解方法有：

1) 矩阵分解法：文献[23]认为从不同传感器获取的图像，可以看作是融合图像乘以不同的权重，故可以使用非负矩阵分解技术来进行图像融合。

2) 易操纵金字塔分解：易操纵金字塔是一种多尺度、多方向、并具有自转换能力的图像分解方法，它把图像分解成不同尺度、多方向。与小波变换不同，它不止三个方向的子带系列，不仅保持了紧支集正交小波的特点，而且具有平移不变性及方向可操纵等优点。使用基于拉普拉斯变换、小波变换的融合方法，即使待融合的图像间存在较小的配准误差，也会引起融合图像的严重退化，出现双边缘以及虚假成分，而基于易操纵金字塔的融合方法能够克服这些缺点。

3)Hermite变换：由于Hermite变换基于高斯梯度算子，所以对图像融合来说，具有更好的图像表示模型。

4.2 医学图像融合技术难点与存在的问题

医学图像融合技术难点与存在的问题目前，医学图像融合技术中还存在许多困难与不足。首先，基本的理论框架和有效的广义融合模型尚未形成。以至现有的技术方法还只是针对具体病症、具体问题发挥作用，通用性相对较弱。研究的图像以CT、MRI、核医学图像为主，超声等成本较低的图像研究较少且研究主要集中于大脑，肿瘤成像等；其次，由于成像系统的成像原理的差异，其图像采集方式、格式以及图像的大小、质量、空间与时间特性等差异大，因此研究稳定且精度较高的全自动医学图像配准与融合方法是图像融合技术的难点之一；最后，缺乏能够客观评价不同方法融合方法融合效果优劣的标准，通常用目测的方法比较融合效果，有时还需要利用到医生的经验。

4.3 医学图像融合技术的研究前景

在图像融合技术研究中，不断有新的方法出现，其中小波变换在图像融合中的应用，基于有限元分析的非线性配准以及人工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[25]。目前，图像融合主要应用于体层成像。随融合技术不断进步，其在非体层成像方法(例如：x线平片、超声等二维图像)的应用逐渐增多，并具有较高的临床价值。随着三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。另外，在医学图像的压缩、计算机辅助科学、图像存档及通信系统、远程医学等方面，图像融合技术，都有巨大的发展空间。

综上所述，医学图像融合可综合各种影像学技术的优势，提供丰富信息，对疾病的诊断、治疗、判断预后和观察疗效均有重要意义。医学图像融合研究虽起步较晚，但发展很快，各个学科间的交叉渗透是发展的趋势。我们有理由相信，随着研究的不断深人和技术的不断成熟，医学图像融合技术一定会得到越来越广泛的应用。随着该技术的不断完善，图像融合可能成为临床常规应用的方法之一。

5 结束语

近十几年来，图像融合技术虽然得到了快速发展，并在很多领域得到成功应用，但是由于其自身理论仍然不够成熟，因此仍在不断发展和完善中。其中存在的主要问题有：1) 缺乏完备、系统的理论。目前，对数据融合的方法研究尚处于初步阶段，许多新技术如人工智能、神经网络、模糊理论等在数据融合方面的应用研究还处于初级阶段。目前为止还没有出现一整套完备、系统的理论来推动该领域的发展。此外，还需要研究建立相应的融合标准和评价方法。2) 快速实时算法。由于图像的特殊性，在设计图像融合算法时一定要考虑到计算速度和所需的存储量，如何得到实时、可靠、稳定、实用的融合算法和硬件电路是目前的一个研究热点。3) 对于像素级融合而言，作为一个广义上的图像预处理，对目标探测识别的贡献很有限，而且应用也很受限。要想从图像融合中获得目标的更多信息，就需要特征级融合乃至决策级融合。而研究特征级和决策级图像信息融合的文献没有研究像素级融合问题的文献多，这是一个具有挑战性的重要研究领域，图像序列以及视频信息的融合问题也是非常有意义的研究课题。

小波变换用于图像融合有不少优点：图像经小波分解后，不同分辨率的细节信息互不相关，这样可以将不同频率范围内的信号分别组合，产生多种具有不同特征的融合图像；图像在不同分辨率水平上的能量和噪声不会互相干扰；融合图像的块状伪影亦容易消除。图4为使用Dabechies小波进行分解并进行融合的例子。

基于小波变换图像融合的优点，小波变换在医学图像融合中的应用已经受到大家的普遍重视，是融合研究的一个新热点，而且目前多分辨小波分析技术已经成为多分辨图像融合的一种主流技术。由于小波分解的快速算法能实现图像的实时融合，我们相信采用基于小波分析的医学图像融合方法具有广阔的应用前景。

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[9] Poh IC. Van Genderen J L. Multi-sensor image fusion in remote sensing: concepts, methods, and applications[J]. Int J Remote Sens, 1998,19(5):823-854．

篇10

对于一切正整数n成立？证明你的结论。（89年高考题）

分析：本题一要回答常数a、b、c是否存在，二要证明回答。假如这样的常数存在的话，由于它对一切正整数n成立，当然对n=1、2、3成立，因此可以用1、2、3这三个特殊数去寻找常数a、b、c，然后再证明这样的a、b、c对于一切正整数n成立。

解：假设这样的常数a、b、c存在，则要求等式对一切正整数n成立，必然对整数1、2、3成立，因此必有：

成立，即

这说明，若等式对正整数k成立，则等式对正整数k+1也成立。存在常数a=3、b=11、c=10使得等式

对于一切正整数n成立。

例2：平面上有n（n≥3）个圆，其中任何两个圆都相交于不同两点，任何三个圆都不经过同一点，记f（n） 为这n个圆把平面分成的区域数。求f（n）的解析表达式。

分析：本题就一般的n很难发现结论，本来n≥3，为了寻找规律，我们不妨从n=1、2、3、4开始寻找规律，特别要注意圆的增加对平面区域的增加的影响规律。

解：显然f（1）=2，f（2）=4，f（3）=8，当圆从3个增加到4个时，增加的这个圆与前3 个圆有2 3=6个交点，这6个交点 把增加的这个圆分成了6段弧，而每段弧都把它所在的平面区域一分为二，因此有f（4）=f（3）+2 3； 一般地，当圆从k个增加到k+1个时，增加的这个圆与前k个圆有2k个交点，这2k个交点把增加的这个圆分成2k段弧，这2k段弧把它们所在的平面区域一分为二，即f（k+1）=f（k）+2k…①

今在①式中取k=1、2、3、…、n-1得n-1个等式相加得：

f（n）=f（1）+2（1+2+3+…+n-1）即 = -n+2为所求。

*例3：对于给定的正整数n，记 为|x|+|y|

篇11

（一）教学组织形式多样。项目教学的组织不同于一般教学法的课堂组织。作为一种科学的教学方法，项目教学法本身要求其组织形式必须是生动的、多元的。项目教学组织形式的确定往往以学生就业能力提升为核心。项目教学法在环境艺术设计专业的大力应用，直接丰富了该专业教学的组织形式。

（二）学生学习热性高涨。我们常说最好的老师是兴趣。通过项目教学法，通过一个个项目，让学生的学习兴趣得以回归。项目教学法赋予了学生表现才能、展示自我的舞台。

（三）教师的执教能力变强。再好的教育方法，也需要老师来引导和实施。师资是环境艺术设计专业“项目教学法”推行的关键。项目教学法对教师在课堂把控、课堂组织、知识讲解、项目解惑等方面提出了更高的要求。我院推出的教师下企业锻炼和年轻教师下企业挂职以及教师企业工作站等方式对提高教师项目构建能力做出了新的尝试和探索。

二、高职环境艺术设计专业应用项目教学法的注意事项

（一）选择合适的项目。项目是否适合，是项目教学法成功的关键因素之一。选择合适的项目是项目教学法是否具有价值的前提和基础。我们的教师必须深入到行业企业。通过对行业企业各岗位职能要求的认知和熟悉程度，根据工作过程化的理念，对项目进行合理的构建和安排。只有被行业应用的项目内容，才具有教学的价值。

篇12

在设计思维培养和教学中教学方式同样经历着不同发展阶段和转型。以往“职业与任务型”教育模式是在某种限制环境下生成的，而限制极大地削弱了艺术教育中对感受能力的培养，思维敏锐度也大大降低了。如今设计教育是“职业与任务型”向“过程型”——重创造、重素质、重体验转变，即是教育模式的设置以最终效果而定，并无事先的框框或标准且允许其他学科在本学科中出现交叉。“过程型”教育思想使教育思想的开放成为了可能，同时也为学生的创造力提供了空间。在设计思维教学中应当看到它本身具有的创造性，用创造性的教学方法教会学生创造，因此有必要建立这种转型观念。

1.2建立平等思想的创造观念

建立对于创造平等性思想这在学生产生设想的时候尤为重要，肯定或否定的评判将抑制设计创意思维的发展。在思维能力培养的开始阶段种种标准的入侵，将不利于创造力激发。因此，平等思想的建立对创造思维的把握与利用是很有帮助的。

1.3建立创造能力的培养体系

建立创造能力的培养体系即是构建创造能力的培养与想象力、直觉、持续能力及知识的组合结构。设计思维能力的提高在于创造能力的培养体系的建立，因为设计思维教育的主要宗旨就是在于激发创造力。而创造力相当程度地有赖于想象力丰富和直觉敏锐，大量知识的积累也尤为重要，在辅导过程中应及时捕捉和诱发学生构思灵感，平时督促学生丰富自己的知识结构。创造能力的提升过程将出现很多的问题，教师的作用就是将这些问题顺应创造力与之形成而展开，要让学生能有一个主动构建创造能力培养体系的意识。

2联想思维方法的培养在创造性思维方法训练中的意义

在创造性思维培养过程中会认识到个体差异是存在的，有时这种差异性表现得十分显著。这种客观存在的差异性并不是不可弥补的，是可以通过科学的思维训练使学生掌握设计思维方法，提高个体的设计思维能力。任何设计作品从开始的设想阶段，到方案的完善和成熟，直至最后设计作品完成，创造性思维一直贯穿始终。创造性思维是促进产生优秀设计作品最重要思维方法之一，对其思维方式训练方法已具备了完整的体系，主要分为头脑风暴法、黑（白）箱法、3NM法、类比启发法、变换视点法和形态分析法等。创造性思维的训练方法是将各种思维形式进行综合性的运用，但在构成创造性思维的各种具体思维形式的训练方法方面还比较欠缺。联想思维是创造性思维的一种，囊括了多种具体思维形式和思维方法与技巧，在创造性思维占据重要位置。通过对相关著作和文献查阅发现，针对联想思维具体训练方法极少。联想思维的具体思维方法和技巧可细分为六大类：相似联想、相近联想、自由联想、强制联想、因果联想和对比联想。联想法是艺术设计创造性能力培养中重要的训练方法之一。艺术设计的特质在于其独创性及创新性，就创新性而言，关键在于思维方式转变，因此，对联想法的研究是尤为必要。改革开放以来，我国社会面貌发生了巨大改变，艺术设计在短短几十年的发展历程，不仅形成了庞大市场需求和设计师团队，也形成了规范的艺术设计教育机制。然而迅速发展也带来了很多问题，首先就是设计水平参差不齐，其次是设计方式和表现方式程式化，最后是理论和实践的脱节愈来愈严重，这些问题归结到一点就是理论研究的缺失。艺术设计的创新性特质，需要教育，因而必须要面对艺术设计领域里存在的问题，将联想思维方法引入艺术设计教学过程当中，以形象思维与创造力的开发为出发点，建立科学思维方法与艺术相结合的设计思维模式，对多年来人们一直认为艺术创造是“悟”出来而非“教”出来的说法进行一次变革，丰富艺术设计教学的科学体系和框架。

3联想思维能力培养

3.1对联想思维特点的准确把握

运用联想方法的优点就在于其一，有利于克服联想和思维的定势，并把联想从已知的领域扩展到陌生的领域，甚至是意想不到的领域；其二，不仅能够充分发挥既有设计效益，并且能强化和深化具有开发性的重新组合的创造性和新颖性；其三，不仅能够自成一体、不断更新和深化，而且能够同其他设计方法相结合，产生大量非常规的新设想、新设计、新方案。由此，对联想思维特点的准确把握尤为重要，以便很好的运用联想法。其最主要特征是形象性，即直观性、具体性，与抽象思维所使用的概念、数字、理论等不同，需要借助于一个个不同的表象才能得以完成；连续性，一般是由某事或某物引起的关于其他方面或事物的思考，两种事物之间往往都是存在着某种特定的联系，继而作为新的联想起点展开进一步的联想，直到最终结束；概括性，在运用联想法过程中其思维材料是经过了一定程度的思维加工之后的东西，经过概括的方法来分析、归纳、总结可以很好地把握同类事物的共同特征；创造性，联想法原就属于创造性思维，因而具备创造性思维的特质，加工和改造或重新创造形象；运动性，作为一种理性认识，它的思维材料不是静止的、孤立的，这是区别于感性认识的一个重要特征，联想思维是科学的思维方法与形象思维和艺术性表现形式的结合，也就是说联想法有一定的理性特征。

3.2联想思维培养原则

3.2.1自由畅想原则

求新、求异、求奇是这一原则的主旨，引导学生解放思想，自由漫谈，坚持开放思维，克服心理上的惯性思维，不受传统思想或逻辑等的局限，要打破种种限定，要从多角度或是反面去思考问题，敢于提出自己想法甚至非常规的，充分发挥想象力和联想，广泛地搜寻新颖、富有创意的想法。

3.2.2延迟评判原则

这个原则是指只提出设想而不进行评价，避免任何打断创造性构思过程的判断。如果对学生的想法进行评判将会导致学生去追求认可，造成趋同和紧张气氛，不仅会抑制学生提出自己创意的积极性而且会促使个人评判的滋生。正如日本创造学家丰泽丰雄曾说：“过早地判断是创造力的克星”。自我评判会使学生受一些准则的约束，提不出或不敢提出创造性的设想。一个新设想的诞生，一般要经过从诱发、深化到完善的过程。

3.2.3数量保障质量原则

获得理想答案一般是一个逐渐接近的过程，开始提出的想法常常不是很理想，而在随后提出的想法中，具有好设想的概率较高，这就是所谓的“质量递进效应”。创造性设想的数量与创造性设想的质量之间是有联系的，在实践中发现创造性设想提出得越多，产生有价值、有独特性和创造性设想也就越多，而这一原则就是利用了这一规律。

3.2.4综合完善原则

综合完善原则是鼓励借题发挥，对他人的设想基础上补充完善成新的设想。也就是说，通过互相启发、激励，产生撞击和共鸣，要求在他人提出的设想基础上加以改进、发展，或者进行广泛的联想，及时抓住那些看似荒唐但却具有创造性的构思，得到有价值的新设想。

3.3联想思维组合结构构建

联想思维能力的培养和方法的学习过程中，应当关注设计思维创造力的组合结构。首先是思维能力与问题的结合，在联想思维的培养中，应该更为注重有关问题在自身的反应，关注思维创造力的表现，只有真正地从自身角度出发，才能真正感受到设计思维与自己的联系；其次，养成良好的积累与表达习惯，创造的痕迹及其体验能力是要在相当长的时间内才能获得的，注意记录创意的片段及种种感受，因为许多东西在设计者的草图中已经十分成熟了，尤其是那些具有分析意义的草图，它或许比最后的完成稿都显得有感染力，不过这些是需要有能力去表达的；再次，客观地看待前人的经验，在思维能力培养的初期，我们需要大量的例证来丰富我们的头脑，而关注前人积累的经验是一种极为快速有效地方法。但这并不表示信息越多越好，当我们不能完全消化时，我们应当做适度的分析，它能够帮助我们建立一种新的思维结构。

篇13

1 体育教学中视频录像的教学作用

1.1模仿学习

视频录像在篮球教学中有很长历史，一直是教学中一项重要手段之一。在学习和训练过程中， 学生可以通过反复观看录像加深对技术动作和战术意识的理解， 并在训练中不断通过模仿提高自身水平。学生通过不断对比、模仿、改进， 将很快地学习到正确的动作技术和战术意识，为以后的灵活运用和创新打下基础。

1.2强化学习

在班杜拉的观察学习理论中，榜样行为及导致的结果对学习者有信息功能、动机功能、强化功能。以讲解战术为例，如果教师将某段成功运用该战术的比赛录像给学生看，通过视频的激发，学生就会把自己实施战术的过程和视频进行对比，促使自己再去学习、完善、实践该战术，从而促进学生最后掌握该战术。

2 影响比赛视频教学效果的因素

2.1视频本身因素

视频本身对学习效果的影响主要包括以下几个方面：视频内容本身是否能真正引起学生的共鸣；视频内容是否有新意；视频内容是否能在一定程度上满足学生的期待。

2.2环境因素

学习跟学习氛围有很大关系。学生是否用学习的态度来观看比赛视频是很重要的。一般情况下，比赛视频主要用于娱乐，但如果是在学习的氛围下，它则表现出很好的教学功能。但是另外一个角度来看，让学生带着问题去观看视频，也容易导致学生对视频的其他内容把握不强，学生常局限于给出的问题，最终使思维变得狭隘。所以怎样达到最好的效果需要教师的精心设计和实践。

2.3学习者因素

比赛视频对不同人群的影响也是不同的，其中年龄特征犹为重要。对于小学生来说，过于抽象的讲解难以理解，需要具体、形象、简洁而趣的视频画面，往往注重视频中球员的一些动作更能吸引他们。而对于高中以上学生而言，已能接受对抽象事物分析，能透过现象看部分本质，能够学会有重点地注意细节，往往会观察球员之间的配合，所用战术，分析其有效性。

2.4方法因素

根据播放方式可把视频使用方法分为连续播放和间歇播放，间歇播放又可分为停定播放、间断播放、选择播放。对于比较短的、内容单一的视频内容一般采用连续播放即可。然而更多的是视频的内容是多方面的或渐进式的，而且有时需要重复播放，在播放时必要穿插讲解。

3 存在的问题与困难

3.1视频的处理

根据教学的需要一些比赛视频需要进行适当的编辑处理，例如为视频添加字幕；添加传球路线和球员移路线等。但处理视频需要较高的硬件设备和相关的专业知识，大多体育教师难以达到要求，这样导致很多教师不会花大量时间去处理视频，影响学习效果。

3.2视频播放的控制

由于前期没有对比赛视频作相关处理，视频教学一般是教师进行手动的控制加讲解形式，哪些地方需要重复，哪些地方需要慢放，哪些地方需要停止都需要教师手动的控制，但这些控制往往难以准确把握，这样就耽误大量时间，影响教学效果。

3.3学习的自主性和交互性

在这大量的网络课程中，大部分都是以“视频型网络课程”(何克抗)的模式来进行开发。教学视频成为网络课程的一个非常重要的组成部分。网络教育的特点决定了视频教学的关键就在于学习的自主性和交互性。目前的解决办法主要是利用vod点播配合在线讨论的形式，但取得的效果并不明显。怎样体突显视频的教学功能是影响自主学习主要因素，一段比赛视频的教学价值主要体现在它能否促进学生的思考和模仿。例如事先对视频进行编辑，对视频中需要仔细观看的地方作上记号这样就能促使学生的思考，但如前所述这种方法受到硬件设备、专业知道等方面的限制。

4 具体措施

为了更好的利用比赛视频进行教学，促进自主学习，针对以上某些不足，笔者设计一款软件以辅助教学。

软件的主要功能有：（1）视频播放的自动控制。如前所述，用传统器进行视频教学时都是由教师手动的控制，例如暂停、慢放、回放等，往往需要教师自己清楚记得某一帧的时间，而且操作时不易精确控制，在该软件中可以预先用编辑器进行设置，例如让视频播放到某一时间自动暂停，某一时间段1/2慢放等，这样教师可以在教学之前预先进行设计。（2）为视频文件添加其他媒体元素。（3）视频的交互控制。传统的视频教学一般都是观看视频配合老师讲解、提问，但如果让学生自主学习怎么办呢？在没有老师的情况下就没人控制视频的播放也没有讲解和提问，当然有许多媒体集成软件可以解决此类问题，但都需要较为专业的知识，一般教师不易掌握，而且开发周期长，成本较高。如果利用本软件可以很方便的配解说词，而且可以和学生交互，例如视频暂停提问时会出现按钮让学生选择，必要时还可以用文本表单的方式提交答案，答案提交后视频继续播放。

5 结语

视频教学在体育教学中有很长的历史，在多媒体教学中仍然处于主导地位，但信息技术飞速发展，将视频图像、多媒体技术等引入体育教学中还做得不够，原因是多方面的，首先体育教学目的是教会学生运动，是很注重实践性的一门课程，教师片面强调实地操练，忽略了思想意识的培养。其次是学科之间缺乏交流，懂体育不懂技术的现象普遍存在。再次是教育体制，培养体制等等的问题，这里就不作过多探讨。只有解决好以上问题才能发出更多优秀的适合教学的精品软件。

参考文献

[1]施良方.学习论[M].人民教育出版社，2001：357-373.