1、 分析放射医学影像准则与 LEADTOOLS 的医学调节第一章引言医疗技术的发展的同时,医疗服务的地区性不平衡加剧,也产生了将医疗服务扩展到新的地域和空间的需求。远程医学就是在这种背景下产生的。远程医学是医学与现代通讯学、电子学相结合的新学科,其内容包括远程会诊、咨询、教学、学术会议、影像资料传输、医学数据库检索等,随着发展还将不断扩充服务范围。远程医学在发达国家己发展多年,但在我国还是个新生事物,经过近儿年的运作,现在已经为许多患者及网上医院服务,并显示了它的优势。1.1 医学图像和远程医学医学图像学在近二十年来发展异常迅速,己成为现代医学诊断、治疗、手术等方面最重要、最强有力的工具。在成像
2、原理和技术上,有放射成像、磁共振成像(MRI)、放射性核素成像(PET、sPECT) 、红外成像、超声成像、各种造影技术、内窥镜等。把成像原理和图像性质综合起来,医学图像可分为下列几大类:静态医学图像: 反映某一时刻生理组织结构的图像,主要用于器质性病变诊断,如肿瘤、结核病、器官肥大、狭窄等。这是目前最常用最多数的医学诊放射医学图像标准研究与基于 LEADTOOLS 的医学图像处理断图像。如常规放射图像,X 一 CT、MRI,及其造影图像等。动态图像:可实时显示生理运动过程,允许较长时间观察,不仅可用于诊断,还可以用于手术过程。要求在观察过程中对患者无损或尽可能少损伤。功能图像:它是通过可视特
3、殊图像信息来反映生理过程的变化,它反映的是生物组织物理、化学、新陈代谢、细胞活动的情况。如 PET、sPECT、Y 像机图像可反映组织的生理、生化、代谢活动,红外成像可反映组织的温度分布,进而推知其化学活动、新陈代谢活动的强弱等。功能图像可以静态图像,也可以是动态图像。其它人工重组的图形和图像:把各种生理信息通过计算机按一定的映射重构成一些图形或图像,使其信息内含可视化,更为形象显现,并可给出一定的特征值。如脑电地形图,生理信号的趋势图,频谱图等。由于医学图像的广泛应用及可视化技术在医疗中的重要作用,医学图像己成为现代医学,包括远程医学的不可缺少的工具。远程医学的发展和医学图像传输技术的发展是
4、密切相关的。远程医学是医学与现代通讯学、电子学相结合的新学科,其内容包括远程会诊、咨询、教学、学术会议、影像资料传输、医学数据库检索等,随着发展还将不断扩充服务范围。1.2 远程医学和放射医学图像有关的标准概况1、DIDxeoM 是 Digitallm 铭 ingConununieationsinMedieine 的缩写,即医学数字化图像通信标准。早期的数字化医学影像设备所产生的数字图像格式都是由各个设备生产厂商自己确定的有格式,别人无法利用。1982 年美国放射学会(ACR)和电器制造协会(NEMA) 联合组织了一个研究组,1985 年制定出了一套数字化医学放射医学图像标准研究与基于 LEA
5、DTOOLS 的医学像处理影像的格式标准,即 ACR 一 EMA1.0标准,随后在 1988 年完成了 ACR 一 EMA2.0。随着网络技术的发展,通讯标准在医学影像中也起着非常重要的作用。随即在 1993 年由ACR 和 NEMA 在 ACR 一 NEMA2.0 标准的基础上,增加了通讯方面的规范,同时按照影像学检查信息流特点的实体一关系模型重新修改了图像格式中部分信息的定义,制定了 DI3.0 标准。这个标准己经被世界上主要的医学影像设备生产厂商接受,因此已经成为事实上的工业准。目前,一些主要的医疗仪器公司,如 GE、PHILIPS、西门子、科达等,所生产的大型影像检查设备都配有支持 D
6、I 标准的通讯模块或工作站,也有许多专门制造影像系统的公司生产支持 DI 标准的影像处理、显示、存储系统。近年来,在每年的北美放射学大会上还专门提供 DI 环境,组织各个厂商进行影像设备的互联。随着应用的不断发展,DI 标准也在不断的更新,第二章放射医学图像标准与远程会诊系统的图像标准2.1DI 标准的主要内容DI 基于实体一关系模型描述事物(如:患者、图像、临床诊断等)怎样参与医学影像学诊断,以及它们是怎样相互关联的。实体一关系模型使医学影像设备制造厂商和用户(医生)都能从各自角度清晰地理解 DIC 服的数据结构。实体一关系模型不仅描述信息流的流程,而且全面描述信息实体之间的层次关系。DIC
7、 服中的数据结构是基于实体一关系模型,并应用了面向对象的设计方法,对现实世界实体进行抽象分析开发出来的。对象就是模型定义的实体,而实体由对象的属性来描述。应用实体:应用实体指一个 DI 应用程序。信息模型:信息模型描述了实体之间的关系图,便于两个应用实体之间进行数据交流。通常,用实体一关系模型定义一对多或多对多的关系。在 DI 的信息模型上主要有四个层次,分别是患者、研究、系列和图像层次。这四个层次分别对应了相关类型的信息的生成阶段和不同。患者层次患者层次包含属于某个研究的患者标识和人口统计信息。由于一个患者可能存在多个研究患者层次是最高层次(当一个患者的所有信息被考虑时)。然而在通常的实践中
8、是使用研究层次用于对单个的检查请求由不同系统处理的信息的收集。2.2AcR 远程放射学标准及 AcR 数字图像管理标准(l)图像的采集和数字化:远程会诊中最理想的医学图像是符合 DI 标准的医学成像设备。在这些设备的支持下,可以实现医学图像的远距无损传输和储存。远程会诊中也可采用各种图像数字化仪(如图片扫描仪、视频捕捉设备)作为获取图像的设备。对小阵列图像( 如CT、M 租、超声、核医学),数字化后应具有等于或大于原图像的分辨率(通常为 512x512)和不小于 8 位的图像深度。对大阵列图像(如X 光片)、数字化后应具有 2.5 线对/mm 空间分辨率和不小于 10 位的图像深度。(2)数据
9、压缩:为了便于图像传输和储存,在保证图像诊断质的前提下, 可以对图像数据作压缩处理。根据图像质量要求的不同,可以选择使用可恢复压缩(或称无损压缩) 和非恢复压缩(或称有损压缩)技术。(3)图像传输: 无论采用何种传输方法,接收端获得的图像不能丢失有诊断意义的数据。图像传输中应采用适当的纠错技术。(4)图像显示和处理:包括显示图像序列、图像和病人资料关联、窗口和灰度调整、图像放大缩小、图像旋转和翻转(以保证病人体位信息准确为前提)、计算和显示图像测量参数(如空间尺寸、密度)等。第一章引言21.1 医学图像和远程医学31.2 远程医学和放射医学图像有关的标准概况41.3 华西远程医学中心及其远程医
10、学会诊软件系统61.4 本文研究要解决的问题及其意义8第二章放射医学图像标准与远程会诊系统的图像标准102.1DI 标准的主要内容122.2ACR 远程放射学标准及 ACR 数字图像管理标准 152.3 远程医学会诊系统与队 CS 和远程放射学系统的关18结论本文实现了 Windows 环境下的远程医学会诊软件系统的图像功能,包括图像的旋转、镜像、缩放、截取、对比度及亮度调节、反色、伪彩色化、窗宽和窗位调整等。图像功能采用何种标准是本文的研究重点之一。标准的选择直接关系到软件项目的工期和成本。标准要求过高,则实现目标所需的工期不能满足系统开发的总体进度,最终软件产品也可能和现实使用环境不适合;标准要求过低,则最终软件产品的档次也低。本文提出了按不同应用层次和范围分析各种标准。用此方法对与远程医学图像密切相关的标准作了研究,提出会诊系统中图像功能应在参照美国放射学会的远程放射学标准和美国放射学会数字图像管理标准的基础上,针对图像的可视性作适当的扩充,使系统适用与各种医学图像。而 DI 标准可作为会诊系统进一步发展为 PACS 的子系统时的标准。本文还对 Windows 环境下图像技术的基本原理和实现方法作了研究。对 Windows 环境下的可用
