醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像實(shí)用技術(shù)

前言

圖像，作為一種傳達(dá)信息的手段，自古以來(lái)就被人類用作記錄存檔和交流溝通。在醫(yī)學(xué)科學(xué)中，更加作為記錄、示教和研究的一種方法。從達(dá)·芬奇的文藝復(fù)興時(shí)期到如今日新月異的高科技時(shí)代，圖像都是醫(yī)學(xué)科學(xué)家手中的一個(gè)法寶，隨時(shí)隨地發(fā)揮著它的神奇作用。而數(shù)字化醫(yī)學(xué)圖像時(shí)代的來(lái)臨給醫(yī)學(xué)各領(lǐng)域的發(fā)展帶來(lái)了新的契機(jī)，不僅可以利用不斷優(yōu)化和發(fā)展的數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像技術(shù)進(jìn)行臨床和科研的診斷、分析；而且急劇增多的圖像資料被記錄、被儲(chǔ)存，從而成為后期開發(fā)的元素和資源，因此，它以不可抵擋的迅猛之勢(shì)推動(dòng)了醫(yī)學(xué)教育、醫(yī)學(xué)研究和公眾醫(yī)學(xué)信息的快速傳播迅速發(fā)展。國(guó)外一些大型綜合醫(yī)學(xué)中心對(duì)這些數(shù)字圖像資源整合、利用和開發(fā)，創(chuàng)造出基于數(shù)字技術(shù)的研究和教育平臺(tái)，使得圖像本身作為承載信息的載體，不斷被有效長(zhǎng)期地使用。學(xué)生們可以充分利用數(shù)字化學(xué)習(xí)產(chǎn)品，不受時(shí)間和空間的限制有效地進(jìn)行培訓(xùn)和考核。虛擬技術(shù)與數(shù)字圖像的結(jié)合，使得手術(shù)模擬場(chǎng)景得以實(shí)現(xiàn)。每年北京協(xié)和醫(yī)院的門診量是200萬(wàn)人次，病例數(shù)量龐大，病種豐富，所能保留、采集的圖像資源是非?？捎^的，但是比對(duì)國(guó)外同行對(duì)臨床病例圖像的采集、存儲(chǔ)和再利用開發(fā)，我們所做的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還僅僅停留在個(gè)人采集資料、簡(jiǎn)單整理歸類和個(gè)體化交流的層面上，無(wú)法做到資源的優(yōu)化和整合，更無(wú)從談及深度開發(fā)了。我們也許并不是沒(méi)有這樣的想法，但是如何將想法轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)，將信息從單點(diǎn)變?yōu)槎帱c(diǎn)，從單向操作變?yōu)榱Ⅲw互動(dòng)，是我們下一步需要考慮和實(shí)踐的內(nèi)容。我們基于上述的考慮，開始著手撰寫了這本《醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像實(shí)用技術(shù)》，目的也就是希望在臨床、科研和教學(xué)一線的醫(yī)生和科學(xué)家們能夠注意到圖像技術(shù)的發(fā)展方向和其蘊(yùn)含的巨大價(jià)值，學(xué)習(xí)采集和開發(fā)這些珍貴的圖像資源。書中主要一部分是實(shí)用技術(shù)，多為臨床和科研一線人員可操作掌握的數(shù)字?jǐn)z影及繪畫技術(shù)，另一部分是數(shù)字圖像技術(shù)的新進(jìn)展和多個(gè)應(yīng)用面。圖像的作用還不僅僅停留在技術(shù)層面上。在這本書中，我們還注意了醫(yī)學(xué)圖像與心理學(xué)、美學(xué)和人文學(xué)的關(guān)系，并進(jìn)行了深刻的探討。“就是當(dāng)年，在看到奈特博士贈(zèng)與北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院圖書館的醫(yī)學(xué)圖譜里的幾張對(duì)腸黏膜的繪圖描述，對(duì)我內(nèi)心的觸動(dòng)極大，讓我體會(huì)到腸黏膜屏障的機(jī)制有學(xué)問(wèn)可做，有內(nèi)涵可以研究，由此開始重視了這一領(lǐng)域。而當(dāng)時(shí)那每一副繪圖所表達(dá)出來(lái)的意境和說(shuō)服力是如此強(qiáng)大，繪畫語(yǔ)言是如此生動(dòng)和有啟發(fā)性。讓我體悟到醫(yī)學(xué)這門學(xué)科確實(shí)是形象思維和邏輯思維并存的一門綜合性學(xué)科。”

內(nèi)容概要

在醫(yī)學(xué)各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的圖像技術(shù)已經(jīng)發(fā)生革命性變化，進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代。圖像技術(shù)迅速發(fā)展，新設(shè)備和方法更加完善，圖像在醫(yī)學(xué)中所承擔(dān)的角色越來(lái)越廣泛。這本專業(yè)圖書就揭示了這個(gè)交替轉(zhuǎn)變的過(guò)程，著重描述了諸多創(chuàng)新的數(shù)字圖像技術(shù)是如何與醫(yī)學(xué)本身相結(jié)合。書中既談及早期的醫(yī)學(xué)繪圖及攝影歷史，也介紹了因時(shí)代變遷而拓展的新圖像技術(shù)，以及它在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域多方面的應(yīng)用。

書籍目錄

第一章  醫(yī)學(xué)圖像的歷史和今天  第1節(jié)  這般顏色作將來(lái)——我國(guó)醫(yī)學(xué)攝影創(chuàng)始人蔣漢澄先生  第2節(jié)  歐美醫(yī)學(xué)攝影專業(yè)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀  第3節(jié)  北美醫(yī)學(xué)視覺(jué)藝術(shù)與多媒體設(shè)計(jì)專業(yè)的發(fā)展和現(xiàn)狀  第4節(jié)  數(shù)字化圖像技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)臨床、教學(xué)和科研的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望第二章  醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像實(shí)用技術(shù)  第5節(jié)  數(shù)字?jǐn)z影基礎(chǔ)和入門  第6節(jié)  醫(yī)學(xué)攝影與大眾攝影之異同  第7節(jié)  醫(yī)學(xué)內(nèi)鏡成像之謎  第8節(jié)  淺談醫(yī)學(xué)微距攝影  第9節(jié)  簡(jiǎn)說(shuō)醫(yī)學(xué)電子顯微鏡第三章  數(shù)字圖像在醫(yī)學(xué)?？频膽?yīng)用與技術(shù)  第10節(jié)  數(shù)字化手術(shù)室中的數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)  第11節(jié)  數(shù)字圖像技術(shù)在內(nèi)分泌及代謝疾病中的應(yīng)用和展望  第12節(jié)  遠(yuǎn)程病理學(xué)的現(xiàn)在和未來(lái)  第13節(jié)  眼科數(shù)字成像診斷與應(yīng)用技術(shù)及數(shù)字圖像在繼續(xù)教育中的整合應(yīng)用  第14節(jié)  耳鼻咽喉科的數(shù)字內(nèi)鏡攝影技術(shù)  第15節(jié)  數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)在口腔科的應(yīng)用  第16節(jié)  數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)在皮膚科臨床實(shí)踐中的應(yīng)用與研究  第17節(jié)  醫(yī)學(xué)攝影與急診醫(yī)學(xué)  第18節(jié)  數(shù)字圖像技術(shù)在核醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用  第19節(jié)  數(shù)字?jǐn)z影在腫瘤放射治療學(xué)中的應(yīng)用  第20節(jié)  數(shù)字顯微攝影技術(shù)在檢驗(yàn)?？频膽?yīng)用第四章  數(shù)字圖像技術(shù)在醫(yī)學(xué)科研、教學(xué)的應(yīng)用  第21節(jié)  數(shù)字圖像技術(shù)在醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)研究中的應(yīng)用  第22節(jié)  話說(shuō)醫(yī)學(xué)教育和研究中圖像創(chuàng)作的數(shù)字媒體前沿技術(shù)  第23節(jié)  數(shù)字圖像技術(shù)在醫(yī)學(xué)科普教育中的應(yīng)用及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)  第24節(jié)  數(shù)字終端產(chǎn)品的醫(yī)學(xué)應(yīng)用  第25節(jié)  醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像的融合  第26節(jié)  醫(yī)療圖像信息的共享和管理第五章  醫(yī)學(xué)圖像與法律、倫理、心理學(xué)、美學(xué)等人文學(xué)科的交融  第27節(jié)  醫(yī)學(xué)數(shù)字?jǐn)z影法律和倫理問(wèn)題  第28節(jié)  數(shù)字時(shí)代如何甄別醫(yī)學(xué)攝影偽圖像  第29節(jié)  攝影對(duì)心理治療的特殊作用  第30節(jié)  視覺(jué)體驗(yàn)與醫(yī)學(xué)審美創(chuàng)造力  第31節(jié)  攝影對(duì)醫(yī)生意味著什么——一位醫(yī)師幸福的視覺(jué)享受  第32節(jié)  弗蘭克奈特(Frank Netter)的醫(yī)學(xué)藝術(shù)——30年前的腸黏膜結(jié)構(gòu)圖給我的啟示附錄：醫(yī)學(xué)圖像網(wǎng)絡(luò)資源一覽

章節(jié)摘錄

插圖：用這種記錄方式，可以在采集當(dāng)時(shí)就觀察到圖像的累積過(guò)程，這對(duì)臨床根據(jù)需要及時(shí)調(diào)整采集程序很有幫助。另一種數(shù)據(jù)獲取類型是列表型，又稱為事件記錄型，即將每次入射光子事件時(shí)間順序依次存放在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中，經(jīng)過(guò)分類、統(tǒng)計(jì)和進(jìn)一步處理后，可以得到靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖像數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還可同時(shí)記錄生理電信號(hào)作為時(shí)間間隔劃分的依據(jù)，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)圖像與生理電信號(hào)的同步。列表型數(shù)據(jù)獲取是一種很靈活的數(shù)據(jù)獲取方式，可以充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行判選和處理的能力，得到不同的獲取結(jié)果。其缺點(diǎn)是需要更大的存儲(chǔ)容量，且不能及時(shí)觀察圖像的積累過(guò)程。見圖18-2。3核醫(yī)學(xué)數(shù)字影像的校正對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的目的在于提高圖像的質(zhì)量，以及獲得定量的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果和臨床檢查結(jié)論。在核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備中，光電倍增管探測(cè)效率不同、準(zhǔn)直器性能不良、v射線的散射、計(jì)數(shù)的統(tǒng)計(jì)漲落、死時(shí)間和本底等都可能嚴(yán)重影響圖像的質(zhì)量，利用數(shù)字技術(shù)通過(guò)一定的程序和軟件可對(duì)這些因素進(jìn)行校正。3.1場(chǎng)均勻度校正在探頭的有效視野中，各個(gè)幾何位置對(duì)Y光子探測(cè)效率不同，形成場(chǎng)不均勻性，會(huì)造成圖像畸變。使用一個(gè)覆蓋有效視野的均勻的放射源獲取圖像，可以計(jì)算出每個(gè)像素的校正因子，存放在計(jì)算機(jī)內(nèi)。當(dāng)Y相機(jī)獲取其他圖像時(shí)，每個(gè)像素的值分別用相應(yīng)的校正因子校正，得到校正之后的圖像。場(chǎng)不均勻度與Y射線的能量和系統(tǒng)的其他參數(shù)有關(guān)，會(huì)隨著時(shí)問(wèn)而變化，因此需要經(jīng)常進(jìn)行校正。3.2計(jì)數(shù)損失的校正Y相機(jī)在獲取每個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)都會(huì)產(chǎn)生死時(shí)間，有時(shí)會(huì)使圖像的空問(wèn)分辨力變壞、使場(chǎng)的不均勻度加大，因此需要對(duì)系統(tǒng)的死時(shí)間進(jìn)行校正，由數(shù)據(jù)處理程序完成。在動(dòng)態(tài)圖像獲取和定量分析中，由于衰變?cè)斐傻挠?jì)數(shù)損失也需要校正。4核醫(yī)學(xué)數(shù)字影像的后處理4.1圖像的平滑處理由于核衰變是隨機(jī)的，圖像中各像素的數(shù)據(jù)不可避免地存在統(tǒng)計(jì)漲落。尤其在各像素的計(jì)數(shù)不高時(shí)，統(tǒng)計(jì)漲落更明顯。這將造成圖像模糊、分辨力差。平滑處理可以減少統(tǒng)計(jì)漲落。常見的數(shù)字圖像平滑處理方法有：簡(jiǎn)單平滑、低通數(shù)字濾波平滑和可變平滑。簡(jiǎn)單平滑的基本概念是用某像素的鄰域中各像素的加權(quán)平均值來(lái)代替該像素的原始值。選擇不同大小的鄰域，可以獲得不同的平滑處理。一般當(dāng)鄰域取得大時(shí)，平滑后數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)漲落越小，但可能損失更多的圖像細(xì)節(jié)。圖像的統(tǒng)計(jì)漲落相當(dāng)于頻譜的高頻成分，使用數(shù)字濾波器濾掉高頻，保留低頻和中頻成分也可以達(dá)到平滑的效果。采用不同的濾波函數(shù)和截止頻率可以產(chǎn)生不同程度的平滑效果。常見的濾波函數(shù)有Hamm、Hann和Butterworth等。在實(shí)際圖像中，像素計(jì)數(shù)大的點(diǎn)相對(duì)統(tǒng)計(jì)漲落較小，而計(jì)數(shù)低的點(diǎn)統(tǒng)計(jì)漲落較大，因此可以在不同的計(jì)數(shù)區(qū)段選用不同的濾波器。

編輯推薦

《醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像實(shí)用技術(shù)》是由中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)出版社出版的。

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