醫學影象分析

[拼音]:yixue tuxiang fenxi

[英文]:medical image analysis

用計算機對醫學影象進行自動處理、特徵抽取和分類的技術。分析的主要物件是人體細胞塗片影象、人體各部位的 X射線照片和超聲影象。這是模式識別應用較多的領域之一。一個細胞學影象分析系統包括樣本製備、影象掃描、預處理和數字化、特徵抽取、分類判別和輸出等基本部分。樣本製備是決定分析能否成功的關鍵步驟。染色體分析、頸塗片和血液塗片分析的樣本製備有多種方法。一般用非相干光源通過顯微鏡和攝像機把經過機械製備和化學染色的細胞樣本上的色度資訊送入視訊放大器和模擬處理電路,經過數字化後輸入到計算機中。掃描裝置用計算機控制,使樣本傳送、聚焦操作和被研究物件在樣本平面上的定位實現自動化。預處理技術包括影象增強和對光學影象系統高頻空間頻率下降特性的校正,以及在不損失資訊的條件下為減少影象儲存資料量對畫素進行的合併運算。可用各種方法提取細胞影象中有意義的特徵量,例如對胞核和胞漿邊界進行定位,採用光學密度直方圖方法直接對血球分類,用行程長度分析法計算細胞平均周長面積比等引數(見影象表示),用二維梯度或拉普拉斯運算元確定邊界,以及通過形狀分析和紋理分析抽取各種特徵等。用監督學習和聚類分析方法可對細胞進行自動分類。細胞影象分析裝置已研製成功。

醫學影象分析

醫學X射線影象分析系統基本上也是由影象輸入、數字化、預處理、影象分割、自動識別和監督控制等幾個部分組成的。監督控制部分的功能是對處理的每個階段進行評價,以決定下一步處理方法。影象分割和自動識別往往互相交叉反覆進行。對於胸片來說,通常先用較低的分辯率對肺部進行定位,然後用較高的分辯率確定肺部的細節和進行分析。直方圖均衡化、紋理分析,特別是影象分割,對於醫學X射線影象分析都十分重要。為了有效地確定分析物件的位置,在確定物件模型包括各個部分相互關係的基礎上進行上下文有關的搜尋,並在分割的每一階段自動判斷所得結果和物件模型的一致性。當不能滿足一致性條件時,就需要修正分割。對於下圖中描述X光胸片影象的多級樹狀結構,可以採用不同的特徵和方法正確地分割出各個區域。

醫學X射線影象分析在醫學診斷上得到廣泛的應用。計算機斷層學就是以不同角度對人體部位獲取 X射線影象,通過處理以探知人體內部組織的情況,這是現代科學技術的一大成果。心臟的尺寸和形狀是診斷各拯a href='http://www.baiven.com/baike/220/260259.html' target='_blank' >中腦嗖〉鬧匾讕?在X射線胸片上用計算機確定心臟輪廓線的演算法也取得了不小的進展。在求出輪廓線的基礎上,可以用一系列描述形狀的幾何引數或輪廓線的傅立葉描述符作為特徵,對各種心臟病進行分類和判別。腦部異常狀態(炎症、腦梗阻、腫瘤等)的檢出、肺紋理分類和肺部疾病診斷、骨疾病分析和動脈粥樣硬化的檢出等也都是模式識別方法有效應用的領域。

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