浅谈数字化医学影像的获取

【关键词】  图像采集

　　［摘  要］ 数字化医学影像的获取是医学影像机存档与传输系统的重要组成部分之一，探讨数字化影像资料的获取技术和图像采集方法，是医学影像系统正常运行的基本点。

　　［关键词］ PACS；图像采集；DICOM

　　随着数字化图像技术、计算机技术和通信技术的，以及医学影像系统(Picture Archiving and Communication System简称PACS)的逐步完善，使得大容量图像数据信息的获取、存储、通讯、交换和显示等功能的实现成为可能，医务人员在诊断、科研、教学等工作中越来越多地依赖化医疗设备的检查结果。如何获取标准、精确和高质量的医学影像信息，是进行现代医学诊断、临床以及医学研究最为关键的前提条件。

　　1  医学图像采集是PACS系统的首要环节

　　一个PACS系统是以计算机为中心，主要由图像信息的获取、传输存储、处理以及显示打印等部分组成。PACS系统的目标是实现影像管理的自动化与无胶片化，主要是解决医学影像的采集和数字化，图像的存储和管理，数字化医学图像的高速传输，图像的数字化处理和重现，图像信息与其他信息的集成五个方面的问题，其中重点是图像采集处理。图像采集是系统正常运行的基本点，只有采集到符合标准要求的规范数据资料才能进行后续的显示、处理等工作，采集的图像质量决定了PACS系统是否可用以及是否具有实际意义。

　　2  传统医学影像的成像模式

　　一般来讲，医学图像按照存储形式可分为模拟图像和数字图像两类。如：常规X射线成像技术以“荧光屏―胶片”组合来采集、储存图像，属模拟图像。以计算机断层扫描技术为基础发展起来的XCT、MRI、PET和SPECT等断层扫描成像模式，利用计算机高速运算能力，在X射线或其他激发源的作用下围绕人体做断层或螺旋扫描，可在一个呼吸周期内采集几幅以至几十幅断层投影信息，这种激发出来带有体内信息的信号(投影)进行数字化图像信息采集和处理：用投影卷积反投影方法根据投影数据单准则或多准则来重构图像后，可在主机监视器上显示重构的断层模拟图像，然后采用多幅(模拟)摄象机摄录在感光胶片上。若对所采集的投影信息进行进一步计算机处理，可获得任意位置的断层图像，甚至可重构三维彩色图像。医务人员看到的是模拟图像，但它本质上是数字图像。

　　3  图像采集方法

　　采集的图像分两类：一是静态图像，主要是单帧图片，例如腹部超声发现的结石图像；二是动态图像，为一段或多段连续的图像系列，如心脏超声可以采集一个或多个心动周期的图像。动态图像可以动态显示，也可以静态显示在医生工作站上，采集的图像能充分共享,以达到图像采集的目的。

　　根据仪器设备特点，目前大体有两种图像采集方式：数字图像以及(模拟)视频图像的采集。

　　3.1  数字图像直接采集 

　　数字图像直接通过网络实现图像采集，以超声仪器为例，前提条件是：超声仪器为数字化超声仪。其图像支持国际医学图像标准如DICOM(Digital Imaging and Communication in Medicine)或其他标准。开发支持对应格式的图像存储、显示等软件。这种方式实现起来比较简单，它是超声图采集的最终方式，只要超声仪通过网络与图像存储设备连接即可；但它要求超声仪器基本配置支持DICOM或其他标准。同样，CT、MRI、DSA、CR及ECT等设备如果满足上述条件，数字化图像信息也可直接采集并输入PACS。

　　3.2  视频图像间接采集 

　　视频图像的采集是将超声仪器输出的视频信号通过机转化为数字信号。具体是通过图像采集卡等转换接口将超声仪器的图像采集到工作站，然后保存到存储设备中。该方式目前基本满足于所有的仪器，实现的条件也比较成熟。

　　目前可提供的数字化设备有：专业平台式医用扫描仪、视屏分帧摄像机(Videoframe grabbers)、数据化仪(Digitizers)及数字模式图像设备(CT、MRI、数字超声仪、DSA、核医学影像)的收集。常用的数字化仪有三类：电耦合器件(CCD)读取系统、激光读取系统完成信号转换和计算放射学/荧光板X射线系统。这些设备速度快，精度高，但价格也贵。

　　由此可见，数字化图像采集任务主要包括两方面：一是数字化图像的形成，一是数字化图像文件的采集，即通过采集接口模块或设备将数字化图像信息从主机中取出，并构成数据文件存储到存储设备中去，供显示和传输。普通超声仪和常规X射线照相的数字化处理包括这两方面的任务，众多的X线图像或视屏模拟图像需经信号转换器转换成数字化图像信息才能输入PACS。

　　4  非诊断影像资料的获取方法

　　实际上,影像作为医疗诊断的主要依据时，数字化后的影像必须反映原始图像的精度；而作为一般用于医务人员间交流的影像资料,如CAI教学资料等，对这类非医学诊断影像资料的精度等级要求低，常用的获取方法包括。

　　4.1  采用视频捕捉卡直接进行视频资料的采集 

　　这是最有效的快捷方法。通过视频捕捉卡相应的软件就可以把电视、录像等视频信号采集下来,并存储成AVI、MPG、MOV等数字化影像格式文件。

　　4.2  形形色色的多媒体素材库光盘是获取影像资料的主要途径之一 

　　光盘中往往含有多种影像资料,常见的影像资料格式：AVI、MPG、MOV、FLC、FLI、DIR、DAT等。

　　4.3  通过VCD、DVD等视盘获得 

　　采用《超级解霸》等软件可以把VCD视盘上的某个片段采集下来,存储成AVI、MPG等影像格式文件。

　　4.4  数字影像缺点 

　　通过各种图像、视频编集软件制作数字影像资料,缺点是需要熟悉软件的使用方法,制作周期长。

　　4.5  有些多媒体软件和光盘中没有现成的影像资料文件 

　　可以采用动态屏幕捕捉软件对我们感兴趣的内容进行捕捉，最后存储成AVI、MPG、MOV等影像格式文件供日后调用。

　　科技的使数字化医学影像获取方法会越来越多，数字化医学图像的应用领域会非常广泛。研究实践医学影像数字化技术，获取满足要求的高质量影像，推动和完善信息化建设。

　　参考：

　　［1］图像传输与存档系统.医学影像学［J］.新世纪健康网.

　　［2］HIS中的医学影像信息处理系统［M］.医科大学.