医学图像处理技术与应用分析

X I N X I F E N X I L I Y O N G

信息分析利用

医学图像处理技术与应用分析

周光华①李岳峰①孟 群①△

关键词医学图像处理技术卫生信息化

摘 要新医改以来，卫生信息化建设作为“四梁八柱”之一，得到快速发展，医学图像处理技术作为重要的信息处理手段，其发展和应用推动了卫生信息化建设的开展。本文概述了医学图像的特性和处理技术的类别，以及近期研究进展。围绕卫生信息化建设的发展现状，从图像压缩、图像分割、图像融合技术方面综述医学图像处理技术如何在卫生信息化建设中发挥作用，并分析展望医学图像处理技术在卫生信息化建设的背景下的发展前景。

Keywords Medical image processing, Method, Health informationization

Abstract Health informationization is the one of the most part of health care reform, which has developed

a lot since 2009. Health informationization was advanced by the development of medical image processing.

In this paper, the concept and current development of medical image processing was introduced.

Considering the status of health informationization, how medical image compressing, segmentation and fusion influenced was review. The future development of Medical image processing was analysed while health informationization developed.

1 引言

在卫生信息化快速发展的过程中，计算机技术、网络技术、医学图像处理技术等的发展是其重要的技术支持，并日趋重要。卫生信息化建设要达到互联互通、资源共享，不可避免的要涉及到有效地处理海量卫生数据的传输、存储以及更为利于临床诊断等问题。医学图像在现代医学领域中应用日趋广泛[2]，是主要卫生信息资源之一，医学图像处理技术以其在数据传输和共享方面的优势也日益引起卫生管理者、医护人员和研发人员的重视。

本文概述了医学图像的特性和处理技术的类别，以及近期研究进展。围绕卫生信息化建设的发展现状和医学图像处理技术在推动其发展所发挥的作用，从图像压缩、图像分割、图像融合技术等方面综述医学图像处理技术如何在卫生信息化建设中发挥作用。旨在为管理者和有关技术研发人员提供参考。

2 医学图像处理技术概述

较其他领域，医学影像等卫生领域信息更具独特性，医学图像较普通图像纹理更多，分辨率更高，相关

① 中华人民共和国卫生部统计信息中心，北京市，100044

作者简介：周光华（1985-），男，硕士学位；研究方向：卫生信息管理；E-mail：zhough@。

通讯作者：孟群，男，博士学位，卫生部统计信息中心主任，研究员。

△ 通讯作者

性更大，存储空间要更大，并且为严格确保临床应用的可靠性，其压缩、分割等图像预处理、图像分析及图像理解等要求更高。

医学图像处理跨计算机、数学、图形学、医学等多学科研究领域，医学图像处理技术包括图像变换、图像压缩、图像增强、图像平滑、边缘锐化、图像分割、图像识别[3]、图像融合等等。近年来，研发人员将众多领域方法引入应用于医学图像处理，经过不断的改进，处理算法的速度、处理效果得到不同程度的改善。

随着信息技术的飞速发展和计算机应用水平的不断提高，利用计算机断层成像、正电子放射层析成像、单光子辐射断层摄像、磁共振成像、超声成像及其它医学影像设备所获得的图像被广泛应用于医疗诊断、组织容积定量分析、病变组织定位、解剖结构学习、治疗规划、功能成像数据的局部体效应校正、计算机指导手术和术后监测等各个环节[4]。

3 医学图像压缩与传输技术推动卫生信息化互联互通进程

当前医改步入关键时期，卫生信息海量增加，随着数字成像技术、计算机技术和网络技术的迅速发展和引入，医学图像处理技术得到了普遍应用。其中包含的大部分信息是图像信息，为实现互联互通和达到信息的共享，必然涉及到如何解决海量数据存储和传输的问题，因为将这些信息应用于存储、

管理、诊断时，需要较长的保存周

期，那么就需要具有更大的存储空

间，当在不同的区域之间传输这些

图像数据时，大量的图像数据对传

输网络的带宽有更高要求。因此医

学图像压缩技术的研究对于卫生信

息化具有重要的作用。

由于数据之间的相关性，或者

人的视觉特性，在医学图像中存在

冗余信息，这是实现图像压缩的前

提。图像压缩技术就是通过编码等

方法减少描述图像的数据量，亦即

比特数，以便节省图像传输、处理

时间和减少所占用的存储器容量。

压缩可以在不失真的前提下获得，

也可以在允许的失真条件下进行。

对于医学图像，作为医学诊断和疾

病治疗的重要依据，确保恢复图像

的高保真度和真实性是医学图像压

缩首要考虑的因素[5]。

针对医学图像数据的传输所

涉及的诸多问题，研究人员提出了

相应的框架、算法，并开发了系

统，有效地提高了图像数据的传输

效率，不同程度上实现了图像的存

储和远程医疗中快速传输图像的要

求。

从基于IP医学图像传输所涉及

的图像传输和流媒体传输控制技

术角度入手，研究人员提出了一

个总体基本框架，并依此框架为线

索，对实时医学图像传输技术研究

进展、实时流媒体传输涉及的流量

控制、缓冲控制、组包策略、带宽

管理等技术的研究进展进行了概括

总结和对比[6]。通过引入可逆整数

小波变换、渐进编码和熵编码，

研究人员设计了调度算法，提出

了一种连续帧医学图像无损渐进

传输方案，给出了基于C/S结构的

V C实现。该方案实现简单，确保

了数据的有效性，该方法具有较强

的实用性[7]。随着数字化影像技术

不断应用于临床，影像诊断报告计

算机化、标准化、规范化，已逐步

成为医学影像检查科室的必然发展

趋势。研发人员开发了医学影像图

文报告系统，其医学图像传输服务

模块中借鉴了eFilm Workstation和

开放源代码软件在局域网中传输医

学图像的方法，该系统被全国几十

家基层医院使用一年多来，受到好

评。该系统简洁易用、实用、性价

比高，实现了各级医院影像诊断报

告的计算机化、标准化、规范化，

具有良好的社会效益和很高的推广

价值[8]。

4 医学图像分割技术促进

医疗信息化技术深入应用

随着卫生信息化的发展，医学

成像技术得到越来越广泛的应用，

为了向临床诊疗和病理学研究提供

可靠依据，需要利用医学图像分割

来将图像中具有特殊含义的不同区

域分割开来，并使分割结果尽可能

的接近解剖结构，或从医学图像中

提取感兴趣区域。同时，医学图像

处理在特征提取、定量测量以及人

体器官三维重建等许多医学图像分

析与理解应用中也起着关键作用。

加快医学图像分割技术研究，利于

快速、准确的医疗诊断应用，利于