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        基于CT和MRI的醫(yī)學(xué)圖像融合研究

        2020-07-10 15:52:32
        軟件 2020年5期
        關(guān)鍵詞:醫(yī)學(xué)影像醫(yī)學(xué)計算機

        陳 蒙

        (山東醫(yī)學(xué)高等??茖W(xué)校,山東 臨沂 276002)

        0 引言

        隨著數(shù)字醫(yī)療和智慧醫(yī)療技術(shù)的不斷進(jìn)步,應(yīng)用計算機視覺技術(shù)進(jìn)行醫(yī)學(xué)圖像處理也隨之在不斷發(fā)展和進(jìn)步,常見的醫(yī)學(xué)影像例如CT、MRI以及超聲波等解剖成像技術(shù),PET、核磁共振等功能成像技術(shù),但是解剖成像技術(shù)和功能成像技術(shù)未有效結(jié)合,通過將醫(yī)學(xué)有用信息和計算機視覺成像技術(shù)結(jié)合,最大化的呈現(xiàn)病理信息,對于醫(yī)生進(jìn)行病情診療具有十分重要的意義。通常計算機視覺技術(shù)中圖像融合技術(shù)通過有效算法可以對醫(yī)學(xué)成像進(jìn)行優(yōu)勢互補,發(fā)現(xiàn)醫(yī)療診斷中有用和有價值的信息,對于彌補醫(yī)學(xué)圖像呈現(xiàn)技術(shù)缺陷和圖像信息的缺失是十分有效的。

        隨著數(shù)字醫(yī)療和智慧醫(yī)療技術(shù)的不斷進(jìn)步,應(yīng)用計算機視覺技術(shù)進(jìn)行醫(yī)學(xué)圖像處理也隨之在不斷發(fā)展和進(jìn)步,常見的醫(yī)學(xué)影像例如CT、MRI以及超聲波等解剖成像技術(shù),PET、核磁共振等功能成像技術(shù),但是解剖成像技術(shù)和功能成像技術(shù)未有效結(jié)合,通過將醫(yī)學(xué)有用信息和計算機視覺成像技術(shù)結(jié)合,最大化的呈現(xiàn)病理信息,對于醫(yī)生進(jìn)行病情診療具有十分重要的意義。通常計算機視覺技術(shù)中圖像融合技術(shù)通過有效算法可以對醫(yī)學(xué)成像進(jìn)行優(yōu)勢互補,發(fā)現(xiàn)醫(yī)療診斷中有用和有價值的信息,對于彌補醫(yī)學(xué)圖像呈現(xiàn)技術(shù)缺陷和圖像信息的缺失是十分有效的。

        1 CT的成像基本原理

        隨著數(shù)字醫(yī)療和智慧醫(yī)療技術(shù)的不斷進(jìn)步,應(yīng)用計算機視覺技術(shù)進(jìn)行醫(yī)學(xué)圖像處理也隨之在不斷發(fā)展和進(jìn)步,常見的醫(yī)學(xué)影像例如CT、MRI以及超聲波等解剖成像技術(shù),PET、核磁共振等功能成像技術(shù),但是解剖成像技術(shù)和功能成像技術(shù)未有效結(jié)合,通過將醫(yī)學(xué)有用信息和計算機視覺成像技術(shù)結(jié)合,最大化的呈現(xiàn)病理信息,對于醫(yī)生進(jìn)行病情診療具有十分重要的意義。通常計算機視覺技術(shù)中圖像融合技術(shù)通過有效算法可以對醫(yī)學(xué)成像進(jìn)行優(yōu)勢互補,發(fā)現(xiàn)醫(yī)療診斷中有用和有價值的信息,對于彌補醫(yī)學(xué)圖像呈現(xiàn)技術(shù)缺陷和圖像信息的缺失是十分有效的[1]。

        隨著數(shù)字醫(yī)療和智慧醫(yī)療技術(shù)的不斷進(jìn)步,應(yīng)用計算機視覺技術(shù)進(jìn)行醫(yī)學(xué)圖像處理也隨之在不斷發(fā)展和進(jìn)步,常見的醫(yī)學(xué)影像例如CT、MRI以及超聲波等解剖成像技術(shù),PET、核磁共振等功能成像技術(shù),但是解剖成像技術(shù)和功能成像技術(shù)未有效結(jié)合,通過將醫(yī)學(xué)有用信息和計算機視覺成像技術(shù)結(jié)合,最大化的呈現(xiàn)病理信息,對于醫(yī)生進(jìn)行病情診療具有十分重要的意義。通常計算機視覺技術(shù)中圖像融合技術(shù)通過有效算法可以對醫(yī)學(xué)成像進(jìn)行優(yōu)勢互補,發(fā)現(xiàn)醫(yī)療診斷中有用和有價值的信息,對于彌補醫(yī)學(xué)圖像呈現(xiàn)技術(shù)缺陷和圖像信息的缺失是十分有效的[2]。

        2 MRI成像原理

        而本文主要是利用小波變換算法對CT和MRI兩類解剖成像進(jìn)行融合,實驗結(jié)果證明,具有較強魯棒性。

        (1)目前設(shè)計的磁共振成像采用氫質(zhì)子成像的;

        (2)氫質(zhì)子在外加磁場的影響產(chǎn)生磁化和進(jìn)動運動;

        (3)氫質(zhì)子便會逐漸地釋放所獲取的能量并恢復(fù)至常態(tài)。

        3 基于小波包變換的醫(yī)學(xué)圖像融合

        利用計算機視覺技術(shù)對CT醫(yī)學(xué)圖像和MRI醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行融合,可將CT圖像顯示骨質(zhì)信息清晰,圖像分辨率高的優(yōu)點余MRI圖像軟結(jié)構(gòu)顯示清晰的優(yōu)點結(jié)合,形成優(yōu)勢互補,從而使得醫(yī)學(xué)圖像顯示信息更加豐富,本文基于當(dāng)前醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù),對于CT圖像和MRI圖像兩類圖像的進(jìn)行融合,對其關(guān)鍵的融合算法進(jìn)行深入研究。小波變換用于圖像融合具有以下優(yōu)點:

        (1)圖像經(jīng)小波分解后,不同分辨率的細(xì)節(jié)信息互不相關(guān);

        (2)圖像在不同分辨率水平上的能量和噪聲不會相互干擾;

        (3)小波變換具有完善的重構(gòu)能力 ,能保證圖像在分解過程中沒有信息損失和信息冗余。具體結(jié)果為:

        圖1 小波變換原理圖Fig.1 Schematic diagram of wavelet transform

        4 實驗程序與實驗結(jié)果

        4.1 對圖像進(jìn)行增強預(yù)處理

        圖像增強是指按特定的需要突出一幅圖像中的某些信息,下面利用直方圖均衡化增強圖像的對比度:

        圖2 直方圖均衡化圖像Fig.2 Histogram equalization image

        隨著數(shù)字醫(yī)療和智慧醫(yī)療技術(shù)的不斷進(jìn)步,應(yīng)用計算機視覺技術(shù)進(jìn)行醫(yī)學(xué)圖像處理也隨之在不斷發(fā)展和進(jìn)步,常見的醫(yī)學(xué)影像例如CT、MRI以及超聲波等解剖成像技術(shù),PET、核磁共振等功能成像技術(shù),但是解剖成像技術(shù)和功能成像技術(shù)未有效結(jié)合,通過將醫(yī)學(xué)有用信息和計算機視覺成像技術(shù)結(jié)合,最大化的呈現(xiàn)病理信息[3]。

        4.2 對MRI和CT圖像進(jìn)行融合

        常見的醫(yī)學(xué)影像例如 CT、MRI以及超聲波等解剖成像技術(shù),PET、核磁共振等功能成像技術(shù),但是解剖成像技術(shù)和功能成像技術(shù)未有效結(jié)合,通過將醫(yī)學(xué)有用信息和計算機視覺成像技術(shù)結(jié)合,最大化的呈現(xiàn)病理信息,對于醫(yī)生進(jìn)行病情診療具有十分重要的意義。通常計算機視覺技術(shù)中圖像融合技術(shù)通過有效算法可以對醫(yī)學(xué)成像進(jìn)行優(yōu)勢互補,發(fā)現(xiàn)醫(yī)療診斷中有用和有價值的信息,對于彌補醫(yī)學(xué)圖像呈現(xiàn)技術(shù)缺陷和圖像信息的缺失是十分有效的。常見的醫(yī)學(xué)影像例如CT、MRI以及超聲波等解剖成像技術(shù),PET、核磁共振等功能成像技術(shù),但是解剖成像技術(shù)和功能成像技術(shù)未有效結(jié)合,通過將醫(yī)學(xué)有用信息和計算機視覺成像技術(shù)結(jié)合,最大化的呈現(xiàn)病理信息,對于醫(yī)生進(jìn)行病情診療具有十分重要的意義。通常計算機視覺技術(shù)中圖像融合技術(shù)通過有效算法可以對醫(yī)學(xué)成像進(jìn)行優(yōu)勢互補,發(fā)現(xiàn)醫(yī)療診斷中有用和有價值的信息,對于彌補醫(yī)學(xué)圖像呈現(xiàn)技術(shù)缺陷和圖像信息的缺失是十分有效的[4]。而本文主要是利用小波變換算法對CT和MRI兩類解剖成像進(jìn)行融合,實驗結(jié)果證明,具有較強魯棒性。本文主要是利用小波變換算法對CT和MRI兩類解剖成像進(jìn)行融合,實驗結(jié)果證明,具有較強魯棒性。實例融合仿真驗證了算法的有效性和先進(jìn)性。具體核心代碼為:

        using System;

        namespace Unity.IL2CPP.CompilerServices

        {

        ///

        /// The code generation options available for IL to C++ conversion.

        /// Enable or disabled these with caution.

        ///

        public enum Option

        {

        NullChecks = 1,

        ArrayBoundsChecks = 2,

        DivideByZeroChecks = 3,

        }

        圖3 CT和MRI圖像融合結(jié)果圖Fig.3 Fusion results of CT and MRI images

        5 結(jié)論

        隨著數(shù)字醫(yī)療和智慧醫(yī)療技術(shù)的不斷進(jìn)步,應(yīng)用計算機視覺技術(shù)進(jìn)行醫(yī)學(xué)圖像處理也隨之在不斷發(fā)展和進(jìn)步,常見的醫(yī)學(xué)影像例如CT、MRI以及超聲波等解剖成像技術(shù),PET、核磁共振等功能成像技術(shù),但是解剖成像技術(shù)和功能成像技術(shù)未有效結(jié)合,通過將醫(yī)學(xué)有用信息和計算機視覺成像技術(shù)結(jié)合,最大化的呈現(xiàn)病理信息,對于醫(yī)生進(jìn)行病情診療具有十分重要的意義[5-8]。通常計算機視覺技術(shù)中圖像融合技術(shù)通過有效算法可以對醫(yī)學(xué)成像進(jìn)行優(yōu)勢互補,發(fā)現(xiàn)醫(yī)療診斷中有用和有價值的信息,對于彌補醫(yī)學(xué)圖像呈現(xiàn)技術(shù)缺陷和圖像信息的缺失是十分有效的。本文主要是利用小波變換算法對 CT和MRI兩類解剖成像進(jìn)行融合,實驗結(jié)果證明,具有較強魯棒性[9-13]。

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