范丽平赵飞翔
（天津医科大学，天津300070）
【摘要】与现代生活诸多其他领域一样，医学影像学实践正在以坚实的步伐向数字化世界转变。在近年，影像学全面数字化变革得到了充分体现，各种医学影像技术都实现了全数字化。越来越多的数字图像获取技术日趋成熟。计算机的广泛应用使扫描技术、磁共振技术、X射线摄影技术等的得到了迅猛发展。在不久的将来很有可能实现医学影像的无胶片化。
【关键词】特点；获取技术；处理；发展趋势
1、数字医学图像的特点
数字图像一般是指能够用数值表达某个事物的图像信息。数字图像中的每个基本单元叫做图像元素，常简称为像素，量化的灰度就是数字量值。如果用函数f(x,y)表示，则连续的图像在坐标空间XY和性质空间都被离散化，f,x,y一律在整数集合中取值。
在临床影像诊断中，由于数字医学图像存储方式的改变，用PACS取消了胶片存储，使临床工作站对图像进行质量控制处理成为可能，经过质量控制处理的数字医学图像传送至工作站。临床医生便可在这种高分辨率显示器组成的工作站上阅读全部数字医学图像，实现从传统应用灯箱观片到数字化阅片的转变。全新的工作流程使影像学医生能够应用新方式完成以前不能完成的多项诊断工作。
2、数字医学图像的获取
2.1数字X射线摄影技术
X线影像作为临床上不可缺少的常规诊断手段，其信息量已占各种医学信息的首位。目前X线成像方式可分为模拟式和数字式两大类。传统的X线成像方式采用模拟技术。模拟式X线机的成像系统包括增感屏-胶片系统、影像增强器-胶片系统，具有曝光时间短，空间分辨率高及图像信息量大等优点。但X线图像一旦产生，其图像质量就不能再进一步改善；因其信息量为模拟量，不便用计算机处理，也不便于储存和传输。数字放射技术（DR）是为适应对X线图像进行储存、处理、显示和传输而发展起来的。数字放射技术越来越受到人们的重视，成为世界上公认的X线诊断技术发展的新方向。为实现X线图像的数字化，一种方法是先获得模拟化的图像，
再通过数字化仪使之数字化，称为间接数字成像；还有一种方法是直接获取数字化图像，称为直接数字成像。数字放射成像技术将随着通信、固体物理、光电子、微电子、特别是计算机技术的发展而迅速发展，目前最先进的数字放射成像法是核探测器，该产品和技术已引进我国。它作为一种新型的成像方式，与传统的X线摄影成像不同，对传统的X线诊断学提出了挑战，并对远程放射学系统和远程医学的发展也具有决定性的影响。所有这些，都需要放射科医生、临床医生、放射物理师和工程师们共同努力去探索和认识。
2.2计算机断层扫描成像技术
计算机断层扫描成像技术（CT）是一种功能齐全的病情探测技术，主要使用的仪器是CT机。CT机的工作原理是：CT机扫描部分主要由X线管和不同数目的控测器组成，用来收集信息。X线束对所选择的层面进行扫描，其强度因和不同密度的组织相互作用而产生相应的吸收和衰减。探测器将收集到X线信号转变为电信号，经模/数转换器转换成数字，输入计算机储存和处理，从而得到该层面各单位容积的CT值，并排列成数字矩阵。这些数字可储存于硬磁盘、软磁盘和磁带中，也可用打印机印用。数字矩阵经数/模转换器在监视器上转为图像，即为该层的横断图像。图像可用多幅照相机摄于胶片上，供读片、存档和会诊用。
CT图像由某一定数目的由黑到白不同灰度的小方块组成，每一方格为图像的最小单位称为像素位容积和像素。CT值是以数值来说明组织影像密度的高低，但不是绝对值。而是以水为标准，其他组织与水比较的相对值。一般X线照片的黑片对比度是固定的，但CT机监视器的黑白即灰度可以通过调节窗位和窗宽而改变。同一层面的图像数据，通过调节窗位和窗宽，便可分别得到适于显示脑组织与骨质的两种密度图像。使用窄窗宽，有利于发现与邻近正常组织密度差别小的病灶。
CT胶片图像质量受多环节、多因素的影响，机器本身性能、临床医生的初诊水平、扫描技术、及最终成像等方面都对CT胶片图像质量有影响
2.3、MRI图像获取
磁共振成像（MRI）是利用原子核在磁场内共振所产生信号经重建成像的一种成像技术。核磁共振是一种核物理现象。1973年后，核磁共振不仅用于物理学和化学，也应用于临床医学领域。
MRI的成像系统包括MR信号产生和数据采集与处理及图像显示两部分。MR信号的产生是来自大孔径，具有三维空间编码的MR波谱仪，而数据处理及图像显示部分，则与CT扫描装置相似。MRI设备包括磁体、梯度线圈、供电部分、射频发射器及MR信号接收器，这些部分负责MR信号产生、探测与编码；模拟转换器、计算机、磁盘与磁带机等，则负责数据处理、图像重建、显示与存储。随着计算机技术、电子技术和超导技术的飞速发展，MRI技术亦日臻成熟与完善，其应用范围也已从头部扩展到全身，从而使我们对许多疑难病变的诊断与鉴别成为可能已成为临床医师诊治肿瘤病人所必不可少的影像检查手段之一。
3、数字医学图像的发展趋势
随着计算机与微电子技术的飞速发展，一大批全新的成像技术进入医学领域，形成以X线机、X-CT、MRI、超声、核医学为代表的较为完备的医学图像获取设备体系。数字医学图像在临床手术和治疗中的作用也日益广泛。医学图像在临床治疗中的应用主要在图像指导治疗计划、手术计划和导航、介入放射治疗等方面。伴随着PACS的发展,医学影像工作站也经历了飞速的计算机及信息技术的飞速发展,使医学诊断、治疗模式发生了巨大的改变,使医疗活动从过去经验主导模式逐渐向更加科学、精确的数字化模式转变。医学影像工作站的发展与应用就是其中的一个突出表现。正因为如此，
国内外大学和研究机构相继在生物医学工程、医学影像、生物信息等学科专业开设数字医学图像及其相关课程；临床医学、信息学科、计算机应用技术和模式识别等学科把数字医学图像作为教学内容。许多学科将数字医学图像作为研究对象进行研究，对促进其进一步发展和应用有着重大意义。
参考文献
[1]梁铭会.数字医学概论[M].北京：人民卫生出版社,2009
[2]肖良，杨家辉.数字X线摄影（DR）与临床应用[J].遵义医学院学报，2011，34（4）.
[3]田捷.医学影像处理与分析[M].北京：电子工业出版社,2003
[4]张斌．基于DICOW标准的核医学PACS系统研究[J].郑州大学学报，2003，
[5]吴恩惠，冯敢生．医学影像学[M].(第五版)．人民卫生出版社，2003.