大专医学影像技术论文

大专医学影像技术论文

谈医学影像的融合

科技的进步带动了现代医学的发展，计算机技术的广泛应用，又进一步推动了影像医学向前迈进。各类检查仪器的性能不断地提高，功能不断地完善，并且随着图像存档和传输系统(PACS)的应用，更

建立了图像信息存储及传输的新的模式。而医学影像的融合，作为

图像后处理技术的完善和更新，将会成为影像学领域新的研究热点，同时也将是医学影像学新的发展方向。所谓医学影像的融合，就是

影像信息的融合，是信息融合技术在医学影像学领域的应用;即利用

计算机技术，将各种影像学检查所得到的图像信息进行数字化综合

处理，将多源数据协同应用，进行空间配准后，产生一种全新的信

息影像，以获得研究对象的一致性描述，同时融合了各种检查的优势，从而达到计算机辅助诊断的目的[1，2]。本文将从医学影像融

合的必要性、可行性、关键技术、临床价值及应用前景5个方面进

行探讨。

1医学影像融合的必要性

1.1影像的融合是技术更新的需要随着计算机技术在医学影像学

中的广泛应用，新技术逐渐替代了传统技术，图像存档和PACS的应

用及远程医疗的实施，标志着在图像信息的存储及传输等技术上已

经建立了新的模式。而图像后处理技术也必须同步发展，在原有的

基础上不断地提高和创新，才能更好更全面地发挥影像学的优势。

影像的融合将会是后处理技术的全面更新。

1.2影像的融合弥补了单项检查成像的不足目前，影像学检查手

段从B超、传统X线到DSA、CR、CT、MRI、PET、SPECT等，可谓丰

富多彩，各项检查都有自身的特点和优势，但在成像中又都存在着

缺陷，有一定的局限性。例如：CT检查的分辨率很高，但对于密度

非常接近的组织的分辨有困难，同时容易产生骨性伪影，特别是颅

后窝的检查，影响诊断的准确性;MRI检查虽然对软组织有超强的显

示能力，但却对骨质病变及钙化病灶显示差;如果能将同一部位的两

种成像融合在一起，将会全面地反映正常的组织结构和异常改变，

从而弥补了其中任何一种单项检查成像的不足。

1.3影像的融合是临床的需要影像诊断最终服务于临床治疗;先

进的检查手段，清晰的图像，有助于提高诊断的准确性，而融合了

各种检查优势的全新的影像将会使诊断更加明确，能够更好地辅助

临床诊治疾病。

2医学影像融合的可行性

2.1影像学各项检查存在着共性和互补性为影像的融合奠定了基

础尽管每项检查都有不同的检查方式、成像原理及成像特征，但它

们具有共同的形态学基础，都是通过影像来反映正常组织器官的形态、结构和生理功能，以及病变的解剖、病理和代谢的改变。而且，各项检查自身的缺陷和成像中的不足，都能够在其他检查中得到弥

补和完善。例如：传统X线、CT检查可以弥补对骨质成像的不

足;MRI检查可以弥补对软组织和脊髓成像的不足;PET、SPECT检查

则可以弥补功能测定的不足。

2.2医学影像的数字化技术的应用为影像的融合提供了方法和手

段现在，数字化技术已充分应用于影像的采集、存储、后处理、传输、再现等重要的技术环节。在首要环节即影像的采集中，应用了

多种技术手段，包括：(1)同步采集数字信息，实时处理;(2)同步采

集模拟信号，经模数转换装置转换成数字信号;(3)通过影像扫描仪

和数码相机等手段，对某些传统检查如普通X线的胶片进行数字转

换等;将所采集的普通影像转换成数字影像，并以数据文件的形式进

行存储、传输，为进一步实施影像融合提供了先决条件。

3医学影像融合的关键技术

信息融合在医学图像研究上的作用一般是通过协同效应来描述的，影像融合的实施就是实现医学图像的协同;图像数据转换、图像数据

相关、图像数据库和图像数据理解是融合的关键技术。(1)图像数据

转换是对来自不同采集设备的图像信息的格式转换、三维方位调整、尺度变换等，以确保多源图像的像/体素表达同样大小的实际空间区

域，确保多源图像对组织脏器在空间描述上的一致性。它是影像融

合的基本。(2)影像融合首先要实现相关图像的对位，也就是点到点

的一一对应。而图像分辨率越高，图像细节越多，实现对位就越困难。因而，在进行高分辨率图像(如CT图像和MRI图像)的对位时，

目前借助于外标记。(3)建立图像数据库用以完成典型病例、典型图

像数据的存档和管理以及信息的提取。它是融合的数据支持。(4)数

据理解在于综合处理和应用各种成像设备所得信息，以获得新的有

助于临床诊断的信息[1]。

图像融合的方法主要有4种：(1)界标配对：界标作为两种图像

相对应的融合点且决定融合的一些参数，它被广泛应用于放射治疗

和立体外科学[3];(2)表面相合(SFIT)法：SFIT法又称头和帽法。

其原理：所有融合影像上可识别的同一解剖结构表面之间的均数平

方根(RMS)距离最小，其中，可用手工或半自动的边缘探测规则从每

种影像的一系列图片得到的器官外部轮廓就是表面;头代表从较高分

辨率影像中获得的表面模型;帽子代表从较低分辨率影像中获得表面

的一系列独立的点[4];(3)空间力矩配对：协调中心点和主轴(PAX)，使PAX惯性力距最小，融合时包括计算偏心和旋转以协调PAX和比

例[5];(4)交叉相关法：此法基点是两种影像的相关系数值最大(接近)。主要用于同一种显像方式影像的融合[6]。以上4种融合方法

可分为两大类：(1)前瞻性融合法：在显像采集时使用特别措施(如

协调器具，外部标志等);(2)回溯性融合法：在显像采集时不采取特

别措施。

近年来，有学者从另外的角度将融合技术归纳为单模融合、多模融合和模板融合[2]。(1)单模融合：是指将同一种影像学的图像融合，多用于治疗前后的对比、疾病的随访观察、疾病不同状态的对比、运动伪影和设备固有伪影的校准等方面;(2)多模融合：是指将

不同影像技术的图像进行融合，包括形态和功能成像两大类，多模

图像融合主要是将这两类成像方法获得的图像进行融合，其意义在

于克服功能成像空间分辨率和组织对比分辨率低的缺点，发扬形态

学成像方法各种分辨率高、定位准确的优势，最大限度地挖掘影像

学信息，直接进行不同成像方法之间的比较，多用于神经外科定位

手术、制定治疗计划等方面;(3)模板融合：是指将患者的图像与模