关键词：医学影像；后处理技术；方法；流程
针对医学影像，利用全网服务器向患者提供医学影像后处理技术，有效解决了大规模数据网络传递等重难点技术问题，为临床诊断和治疗提供了便捷。医学影像后处理技术在临床会诊中心、手术室、内外科中广泛应用，使得医学影像技术更好地服务于诊疗工作，进一步提升了医疗技术水平。
1 医学影像的简介
医学影像技术是当代医学主要的构成部分，而且是当前医学技术中发展最迅速的技术之一。其主要由医学影像分析处理技术、医学成像显示技术和医学图像压缩传输技术构 成[1]。传统医学成像技术是以现代电子计算机技术和物理学技术为理论指导，以成像机理将其划分为X射线计算机断层成像、X射线成像、放射性核素、超声成像、磁共振成像、红外线成像及放射性核素等。随着计算机技术的日益成熟，利用三息摄影为基础的三维成像技术被广泛应用，在很大程度上提高了医学诊断技术的准确度和清晰度。
2 医学影像后处理技术处理方法及流程介绍
在临床疾病诊断过程中，不管是采用功能影像技术还是结构影像技术，随着计算机技术的发展、网络信息技术的日益成熟，医学影像后处理技术在临床医学诊断中发挥着无法替代的作用。医学影像后怎样开展后处理，这是医学科研人员和临床工作人员重点思考的课题之一。
2.1医学影像后处理技术处理方法 医学影像后处理技术是在影像学检查结束后，为了对患者病情进行更加全面、准确的分析，应该对影像进行后续处理与加工的技术。后处理技术主要是全面分析、识别、分割、分类及解释医学影像技术呈现出的结果。该技术的额目的在于更好地分析患者病情，为临床诊断和治疗提供可靠、准确的影像识别。
医学影像后续处理方法主要分为两类，①直接处理技术，这一技术在患者影像学检查完成后，在影像设备上采用软件技术直接进行处理，例如在MRI和CT设备上直接生成血管成像等。但是这一处理方法的缺点在于无法改变影像，只有检查人员基于自身多年处理经验对病理学进行处理。②脱机应用工作站处理，该处理方法是在工作站或把胶片通过扫描仪对已经生成的医学影像进行数字化处理后，再对其进行影像后处理。例如多维影像（以MRI/PET/CT，SPECT）进行融合，同时采用专门软件自动识别、分割影像图。这种影像后处理方法的优势在于处理后的结果对于医护人员而言可靠性、准确性较高。
2.2医学影像后处理技术处理 对于医学影像技术而言，其同数字图像处理技术密切相关，尤其是在医学图像分析处理和图像压缩传递环节中，这一关系表现得更加密切。医学图像分析处理的流程示意图，见图1。
图1 医学图像分析处理的基本流程
3 医学影像后处理技术具体介绍
善于利用计算机软件处理医学影像，其目的在于为临床医学提供更加精确、可靠的判断依据，从而才能更加深入分析患者病情。按照医学影像特点和后处理的目的，医学影像的常见方法包括影像增强、影像分割、影像配准与融合、影像可视化、影像数据压缩等。
3.1医学影像增强 通过相关设备获取的医学影像主要分为CT片、X线片、MRI、B超等，然而这些医学影像成像普遍都是灰度图像。对于临床专业技能强、经验丰富的专家而言，便能够从图像中总结分析出患者准确的病情情况。然而，由于成像设备及其他因素的影响，在一定程度上造成医学影像质量的降低；即便是获得了高品质医学影像资料，但是对于临床技能和经验不足的医护人员而言，便难以从中分析出患者具体病情。所以，应该利用t学影像增强技术。医学影像增强主要是开展信噪比增强操作，对感兴趣对象区域或边缘予以突出，从而为患者病情分析和相关计算提供依据。
3.2医学影像分割 在医学临床实践和研究过程中，为了获取患者组织的功能或病理相关信息，一般需要准确测量人体某一种器官和组织的截面面积、边界、形状及体积等方面。医学影像分割操作过程中需要考虑到不同人体解剖结构不同，且采用设备获得的医学影像具有不均匀和模糊特征。基于此，采取分割技术重点突出医学影像中能够体现出患者病理的重要信息，从而有助于医护人员按照医学影像分析患者病理状况。
3.3医学影像配准与融合 医学影像成像模式较多，不同成像模式的影响包含了不同的病理、生理、解剖学或功能等方面的信息[2]。为了增强诊断可行性和效率，采用计算机图像处理方法对包括不同信息的医学影像进行人工综合方法，这就是医学影像配准和融合。
将具有不同信息来源的影像通过配准后融合在一起，便形成了多模式图像，便可以获得更多的信息，从而为医护人员在临床诊疗、治疗方案设计、外科手术和疗效评价方面更加准确、全面。例如，把密度分辨率最高、显示钙化和骨质结构最佳的CT同软组织对比分辨率最高的MRI，或者把解剖结构显示清晰的CT或MRI与显示功能和代谢改变的SPECT或PET影像进行融合，形成一种新的图像，增加了更多有价值的诊断信息，更加准确定位了病灶，或者更加直观地显示了形态结构，使得医务人员能够从代谢功能和心态学两方面全面判断患者的病灶。
3.4医学影像可视化及压缩 对于医学影像处理技术而言，医学影像可视化是一种价值较大的模块[3]。医学影像可视化的过程便是把CT、MRI等数字化成像技术获得人体信息在计算机上以三维模式呈现出来，利用三维模拟表现出传统手段难以获取的结构信息是该技术的最终目的。医学影像可视化是一种有效的辅助方法，能够有效弥补影像成像设备在成像方面的缺陷，在辅助医务人员诊断、引导治疗和手术仿真等方面发挥着重大价值。
当前，多排螺旋CT的广泛应用，CT/MRI在临床应用的范围越来越广，尤其是在数据采集与传输技术在三维世界中实现可视化的影像成为可能。为了适应CT/MRI技术的改革浪潮，作为临床医生和放射科医务人员必须深入了解医学影像后处理技术，并灵活运用到临床实践中。医学影像后处理技术是医学影像有效的补充，将其同传统影像诊断技术有机结合起来，进一步提高医疗技术水平。
参考文献：
[1]宁春玉.医学影像后处理技术的研究及其在X线影像优化中的应用[D].吉林大学，2011.
现今科学技术飞速发展，医疗诊断、治疗对科学技术的依赖性日益加强，医学放射成像技术的发展与应用就是众多医学技术的一种，医学影像检查技术包括X线、CT、MR、超声、窥镜、血管造影等，影像学技术的发展，导致了临床对影像学数据信息分析技术需求的增高，进而促进了医学影像信息学的产生与发展[1]。医学影像信息学指基于临床医学影像存储与通信，应用计算机技术解决临床影像分析、数据处理的技术管理系统，主要发挥收集和处理患者放射科的登记、分诊、影像诊断报告以及放射科的各项信息查询等临床医疗信息的作用[2]。上世纪80年代以来随着计算机技术的不断发展，影像学技术逐渐实现了数字化、无胶片化。临床实例分析结果显示医学放射成像技术与医学影像信息学相辅相承，共同促进、共同完善，本文主要对医学放射成像与医学影像信息学间的关系展开探讨，以下是本次研究全部内容。
1.资料
1.1三维CT成像与医学影像信息学
医学放射成像技术能够简单、直观的反应患者身体内部脏器、骨头等病变情况，极大的提高了临床诊断准确度及精密度。20世纪80年代以来，计算机技术飞速发展，计算机存储量大、分析速度快等特点逐渐应用于医学放射成像技术，医学放射成像技术与医学影像信息技术的结合促进了医学放射成像信息的数字化转变，简化了医学影像分析难度，提高了图像分析的准确度，同时计算机技术的应用能够显著提高放射成像图片的质量，并且有助于医学影像图像数据的系统化管理，降低了工作人员劳动强度，同时有助于医学信息系统化管理[3]。
具体应用实例包括三维CT随着医学影像学的发展其图像分辨率、数据采集速度、射线利用率、人体射线吸收剂量分别向着更高、更快、更高、更低的方向发展，现代临床应用的锥型束螺旋CT即随着平板（2D）检测器的发展，影像学的发展逐渐解决了传统医学放射成像不能解决的全身或者较长身体部位的检查问题，锥型束螺旋CT重建算法极大的提高了医学影像质量[4]。20世纪90年代后期随着计算机技术在医学领域的应用与发展，实时X线平板（2D）检测器技术逐渐成熟，克服了传统组合断层成像数据采集速度慢、噪声干扰和几何失真等问题，获得高质量的实时数字X-线图像，丰富和发展了临床数字放射摄影和真三维CT图像信息采集[5]。
1.2多源螺旋CT成像检测技术与医学影像信息学
传统螺旋CT成像检测技术受信息采集时间、螺旋速度等限制，很难对运动心脏的临床数据进行采集。计算机软硬件、多媒体以及通信技术的高速发展促进人类生活方式及生活水平不断发展的今天，患者及临床医学对医学影像的需求及要求不断增长，这些均在极大的程度上促进了科学工作者对医学影像技术的改革，为了克服传统螺旋CT成像检测技术的上述不足，科学工作者逐渐将医学影像信息学技术应用于医学成像领域，2005年SOMATOM Definition双源螺旋CT检测器应用而生，该检测技术解决了单源螺旋CT检测器不能解决的心脏及冠状动脉情况的观察，但是双源螺旋CT则不存在精确重建的算法，为了克服这一技术问题，多源锥束成像装置应用而生，这一技术发展得益于医学影像信息学的发展实现了快速、精准控制多个X射线管，进而实现了同时获取多投影角下的投影数据信息，这重建[6]。医学影像信息学的发展促进了医学放射成像技术向着更加快速、精准、方便的方向发展，同时还增加了医学影像信息存储量，同时能够实现影像信息的远程分析。
1.3电子扫描CT与医学影像信息学
电子扫描CT是采用扫描电子束X射线进行医学影像信息采集的医疗器械，该设备依靠阴极X射线管发射的电子束沿轴线加速与聚焦进行的顺序触发式扫描，能够应用于动态心脏检查。但是传统电子扫描CT成像检测器上不能装防散射栅叶片，因此不能保证医学图像质量由于散射而受到影响，同时检测器上香蕉形的放射剖面严重降低了系统的几何剂量效率，此外传统X线管的功率比较低，一般不适用于大体形的病人应用，受环境影响较大[7]。随着医学影像学的发展，逐渐克服了电子扫描CT的上述不足，综合了锥束螺旋CT与电子扫描CT的共同优点，对电子扫描CT设备进行改造，设计了一个供小动物成像用的电子束微型，并改进了计算机数据处理系统，有效地克服了传统电子扫描CT图像质量差、几何效率低、信噪比大等缺点。电子扫描CT的发展同时刺激了椎束变螺旋CT理论的发展。
2.讨论
医学影像信息学的不断发展，实现了对医学放射图像的数字化分析与存储，这一改变在一定程度上极大的节省了医疗成本，同时数字化医学影像信息存储节省了存储空间，提高了临床工作效率，而且克服了传统图像储存存在的图片因长时间存放而褪色、失真等问题，降低了医院信息管理费用，而且医学影像学的发展导致了医学放射成像技术的发展导致的工作效率的提高，极大的增大了医院的经济收益。医学影像信息学的发展，简化了医生的工作内容，有助于提高医院的诊断水平及准确度的提高，而且有利于医院对典型病理信息的收集、存储及管理，同时实现了全面的医疗技术交流，有助于医学技术的成熟与发展。
综上所述，医学放射成像与医学影像信息学间相辅相承，共同发展。医学影像信息学的发展一方面无形的促进了医学放射成像技术的发展，进而促进了医学影像信息学的逐步完善；另一方面医学放射成像技术以及医学影像信息学的不断发展，促进了计算机技术在医学领域的广泛应用，实现了医学技术的快速、精准、方便、廉价发展。
参考文献
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医疗资源分配的不均衡极大阻碍了当前卫生行业发展。一方面,城市大医院积聚了大量的优秀的医护人才和高新的医疗器械,能够提供先进,完善的诊疗服务。另一方面,基层卫生机构专业人才稀缺、功能不全、服务质量低,在激烈的市场竞争下越来越被边缘化。政府已把卫生信息化建设作为保障居民平等享有基本公共卫生服务的需要,也是优化资源、提高服务效率、降低成本和医疗费用的需要。项目旨在优化整合湖南省内的医疗资源,实现跨机构的医疗信息交换、共享与协同服务。
数字化信息系统在当今医疗卫生行业中的作用日益突出医院信息系统包括了辅助教学系统,影像存盘与通信系统(Picture Archiving and CommunicationSystems, PACS)等。这些信息系统的应用,使得病人的电子病历,医学影像等诊疗信息能便捷的在医院各个诊断部门之间快速传输。计算机X射线断层扫描技术),超声影像(Ultrasonography, US),磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)等成像技术将釆集的生理信息数字化存储,取代了原始的胶片存储方式。数字化的医学信息通过医疗信息共享平台提供的协同服务,使得远程医疗诊断服务得以实现,同时也方便了医学影像在教学、科研中的应用研究。在享受到医疗信息共享平台带来的便利与巨大效益的同时,信息共享平台也面临相当大的安全挑战。数字化医学信息在公用网络中传输时,存在数据包丢失、非法用户截取、篡改以及在未授权的情况下非法拷贝和分发医学影像数据等风险。由此可能引发患者隐私泄露,医学影像被篡改带来的误诊以及医学影像的版权纠纷等问题。因此,对共享的数字信息进行真实性,完整性的认证,对病人的隐私信息以及医学影像的版权归属给予保护就显得尤为重要。在医疗信息共享与协同服务平台的建设过程中,增强平台数据传输的安全性,已经成为迫在眉睫的问题。
在信息技术飞速发的趋势下,当前医疗信息系统主要通过传统密码学技术来保障数据的安全性的策略面临着各种局限加密手段仅能够确保秘密数据从发送端到达接收端的安全。一旦合法接收者解密数据以后,即可对解密后的数据进行非法的篡改或分发。由于拷贝后的数字作品与原作品完全一样,因此无法鉴定作品是否为盗版作品。此时,传统加密技术则无法在技术层面对数据进行保护和鉴别。此外,传统的加密技术往往通过一个单向函数产生作品的数字签名,并将信息与签名一起提供给接受方验证真实性和完整性。而数据在传输时容易遭受到信息丢失或篡改。加密技术只能简单验证数据是否完整,无法确定遭受攻击的数据区域。
数字水印作为一种新安全手段在数字作品安全认证,版权保护等应用中有着广泛应用对区域医疗信息共享与协同服务平台中不同资源之间的交换与访问过程,需要对医疗资源的所有权保护、所有权认定、连带利益与责任进行控制和保护。本文主要研究了可保护医学影像版权的相关水印技术。从而为激励医疗信息资源的拥有者可以在严格的信息安全保护下能够较为积极、主动、有偿的共享自己的资源信息创造技术条件。
1.2主要研究内容
本文的主要研究内容如下:
1.介绍了数字水印技术基本知识。介绍了医学影像的发展状况以及其对水印质量荀求的特点。回顾了近年来国内外医学图像相关水印技术的发展。为了解决医学图像因水印嵌入而引起的质量下降,根据所参阅文献釆取了基于非感兴趣区域有损水印技术和可逆水印技术两种策略分别实现医学图像的版权保护。
2.从变换域水印技术着手,借鉴传统有损水印技术对医学图像实现版权保护。研究了二维离散余弦变换,探讨人眼视觉系统对离散余弦域不同频率系数敏感度之间的区别。为了增强水印图像的安全性,研究了相关置乱变换技术。为了增强水印嵌入和检测的安全性,引入了中国剩余数定理调整余弦域系数嵌入水印和解码水印。对JPEG压缩原理进行了探讨,帮助水印嵌入流程中选择合适的嵌入区域来获得较好的图像质量和抗压缩攻击的能力。
3.从空域可逆水印算法着手,选取抗攻击能力较好的块差值算法应用于版权保护。对医学图像块差值分布范围过大,不如自然图像集中的特征,提出了改进的块选取策略来增强水印的透明性和改善溢出。针对彩色医学图像多通道的特点,通过冗余嵌入并引入投票理论来提高算法抗噪声攻击能力。通过实验分析了算法关键参数的选取,以及这些参数对算法透明性,鲁棒性以及嵌入容量指标的影响。
第二章数字水印技术及其在医学图像中的应用
随着信息技术迅猛发展,将数字水印技术应用到数字医学影像的安全传输机制中有着迫切的需要。然而,常规的水印算法如空域最低有效位算法,双集法频率的扩频水印算法等大多针对普通的多媒体数据。传统的水印算法往往更关注水印信息的隐藏以及在解码端的有效检测和提取上。而对于水印信息的嵌入造成的数字作品的轻微质量下降往往不必关注。因此,本章介绍了医学影像对于图像质量的严格要求的特点,进而引出了基于ROI划分的水印技术,和可逆水印技术。最后,给出了水印技术在医学图像中的可能应用场景。
论文摘要：本文主要论迷了现代医学影像技术的迅猛发展时医院影像学科管理模式变革的决定性意义和作用，大型综合性医院通过组建医学影像中心在专业化、标准化、综合性基础上充分发挥全院医学影像科室的整体优势。
医院的医学技术装备建设是医疗、教学、科研的物质基础，也是提高医疗质量和服务质量、提升医院整体经济技术实力的重要前提和基本条件。医学影像学科体系是现代医院的一个重要组成部分。在医院中，医学图像信息量占医疗信息总量的70%左右，医院影像科室的组织结构、管理模式、设备配置、学术交流、人才培养以及与临床的分工协作问题对全院影像技术功能的发挥、医疗质量和服务质量的提高、科技实力的增强以及经济效益与社会效益的提高具有重要的作用。结构决定功能，效益取决于管理。对大型综合性医院来说，通过组建疗影像中心，从人才、设备、技术标准和管理效能等方面加强医学影像科室建设，在专业化、标准化、综合化的基础上充分发挥整体优势，逐渐成为主流趋势。
1.成立影像中心是现代医学影像技术飞速发展对影像科室管理模式的必然要求
技术决定战术，现代医学影像技术的迅猛发展对影像科室的管理模式发挥着决定性的作用。
近二十年来，伴随着影像技术的数字化、计算机化、网络化趋势和介人医学的兴起，医学影像学已经由传统的形态学检查发展成为组织、器官代谢和功能诊断及治疗为一体的，包括超声、放射性核素影像、常规X线机、PEI，一CI’， CT， MRI， DSA，CR， DR以及PACS、电子内镜等多种技术组成的现代影像学科体系，成为与外科手术、内科药物治疗并列的现代医学第三大治疗手段。医学影像学科已经是现代化医院的支柱之一，影像学设备占医院固定资产三分之一以上。医学影像技术的革命性变化必将改变医院对影像科室的管理模式，促进影像学科的发展。
1.1影像学科医技人员的专业化和临床实践的标准化将得到进一步的重视和加强，成为学科发展的立足之本。随着数字化、计算机化、网络化技术的广泛应用，在技术和设备进步的新形势下，影像学科的发展需要理、工、医的紧密结合，影像科医技人员按系统分专业将进一步强化，并且逐步向纵深专科领域扩展，影像科人员的工作模式也必须随之改变，向着人员专业化和临床实践标准化方向不断发展、完善、提高。这种专业化、标准化构成了医院医疗质量控制与管理的基础，也是影像学科发展的出发点和落脚点。
1.2随着影像学科医技人员的专业化进程，影像学科的亚专业与各临床学科之间的联系也更加紧密，临床与影像学科之间的互相渗透使彼此界限逐渐模糊，工作配合得更好，效率更高，使由于设立临床、影像科室和划分不同专业而引起彼此工作和知识脱节的问题得到解决。一方面影像学科医生的临床专业知识更加深人，另一方面临床学科医生对医学影像学知识的了解更好，或一人具有两个学科的行医资格，可以身兼两职。同时，影像学科亚专业各科在理论与实践上出现了许多交汇点，在诊断与治疗上相互借鉴、互相支持、密切配合，在一个新的、高层次上协作共进。
1.3数字化成像、存储、传输的实现，PADS系统的建立，使各种影像技术手段得以优势互补、扬长避短、资源共享，使诊断综合化的目标得以实现。
PACS，医学影像存储与通讯系统(Picture archiving and communication system， PALS)是医学影像技术与数字化图像技术、计算机技术和网络通讯技术相结合的产物，它是通过计算机和网络通讯设备对医学影像资料进行采集、存储、处理、传输和管理的综合性系统。它使得影像设备不再是孤立的一台设备，而是PACS网上的一个节点。科室间数据流的屏障被解除，以实现资源共享和医院内数据流的无缝连接。
诊断的综合化是影像学料发展的一个方向，即在诊断台上比较多种诊断设备的图像，发挥各种设备的综合优势，进而可以用工作站将不同检查设备的图像进行“图像融合”，大幅度提高诊断准确率。随着诊断综合化的实现，在影像学科内部管理模式上，必将改变目前以诊断设备为主的“分工”分组，转向以人体器官/系统为主的专业化分组，充分发挥影像技术人员和装备的系统性、整体性优势，进一步提高技术一经济效益。 与技术进步相适应，在管理模式上影像科室的发展也经历了三个阶段:专科化发展阶段~专科协作发展阶段~系统专业化发展阶段。
当前，国内外医院PACS的规模有四种类型:
1.4成立医学影像中心是优化医院诊疗工作流程，提高效率，实现“以病人为中心”的根本保证。在传统的影像科室管理模式下，医学影像信息在医院各影像输出科室之间以及影像输出与输人科室之间传输、存储、使用过程中，存在着流程环节多、周期长、通道狭窄、手工作业化程度高，经常发生诊疗工作的延误和堵塞，影像信息的丢失和误差率也居高不下(有关资料表明:即使一个管理制度十分完善的医院，由于借出、会诊等，X光片丢失率也会在10%一20%之间)。通过对全院医学影像(输出)科室的服务与管理模式调整与改革，组建全院医学影像中心后，就可以通过PACS网络改造和优化医院诊疗工作的作业流程，简化医学影像流通环节、提高效率，为临床一线提供快捷、优良的医学影像信息服务，可以有效地缩短平均住院日、手术待诊时间、提高住院病人的三日确诊率，降低病人的诊疗费用，“把时间还给医生、护士，把医生、护士还给病人”成为现实，力争实现以病人为中心、努力争取最佳诊疗效果、提高医疗质量和服务质量的目标。以先进的技术包装陈旧的医院影像科室管理模式是行不通的。
1.5组建医学影像中心可以大幅度提升医院的学术水平和整体实力，通过组建全院医学影像中心，实现“强强联合”，使医院影像学科体系更加完备、科学、合理，影像学科体系和影像技术装备体系良性互动、相得益彰，人才培养、科研实力和学术水平有大幅度的提升。医院医学影像(输出)学科实力的增强也将带动全院学科建设的发展，从整体上提高医院的医、教、研能力。
2医院组建医学影像中心要总体规划、分布实施、掌握标准、注重实效
1 医学影像融合的必要性
1.1 影像的融合是技术更新的需要 随着计算机技术在医学影像学中的广泛应用，新技术逐渐替代了传统技术，图像存档和PACS的应用及远程医疗的实施，标志着在图像信息的存储及传输等技术上已经建立了新的模式。而图像后处理技术也必须同步发展，在原有的基础上不断地提高和创新，才能更好更全面地发挥影像学的优势。影像的融合将会是后处理技术的全面更新。
1.2 影像的融合弥补了单项检查成像的不足 目前，影像学检查手段从B超、传统X线到DSA、CR、CT、MRI、PET、SPECT等，可谓丰富多彩，各项检查都有自身的特点和优势，但在成像中又都存在着缺陷，有一定的局限性。例如：CT检查的分辨率很高，但对于密度非常接近的组织的分辨有困难，同时容易产生骨性伪影，特别是颅后窝的检查，影响诊断的准确性；MRI检查虽然对软组织有超强的显示能力，但却对骨质病变及钙化病灶显示差；如果能将同一部位的两种成像融合在一起，将会全面地反映正常的组织结构和异常改变，从而弥补了其中任何一种单项检查成像的不足。
1.3 影像的融合是临床的需要 影像诊断最终服务于临床治疗；先进的检查手段，清晰的图像，有助于提高诊断的准确性，而融合了各种检查优势的全新的影像将会使诊断更加明确，能够更好地辅助临床诊治疾病。
2 医学影像融合的可行性
2.1 影像学各项检查存在着共性和互补性为影像的融合奠定了基础 尽管每项检查都有不同的检查方式、成像原理及成像特征，但它们具有共同的形态学基础，都是通过影像来反映正常组织器官的形态、结构和生理功能，以及病变的解剖、病理和代谢的改变。而且，各项检查自身的缺陷和成像中的不足，都能够在其他检查中得到弥补和完善。例如：传统X线、CT检查可以弥补对骨质成像的不足；MRI检查可以弥补对软组织和脊髓成像的不足；PET、SPECT检查则可以弥补功能测定的不足。
2.2 医学影像的数字化技术的应用为影像的融合提供了方法和手段 现在，数字化技术已充分应用于影像的采集、存储、后处理、传输、再现等重要的技术环节。在首要环节即影像的采集中，应用了多种技术手段，包括：(1)同步采集数字信息，实时处理；(2)同步采集模拟信号，经模数转换装置转换成数字信号；(3)通过影像扫描仪和数码相机等手段，对某些传统检查如普通X线的胶片进行数字转换等；将所采集的普通影像转换成数字影像，并以数据文件的形式进行存储、传输，为进一步实施影像融合提供了先决条件。
3 医学影像融合的关键技术
信息融合在医学图像研究上的作用一般是通过协同效应来描述的，影像融合的实施就是实现医学图像的协同；图像数据转换、图像数据相关、图像数据库和图像数据理解是融合的关键技术。(1)图像数据转换是对来自不同采集设备的图像信息的格式转换、三维方位调整、尺度变换等，以确保多源图像的像/体素表达同样大小的实际空间区域，确保多源图像对组织脏器在空间描述上的一致性。它是影像融合的基本。(2)影像融合首先要实现相关图像的对位，也就是点到点的一一对应。而图像分辨率越高，图像细节越多，实现对位就越困难。因而，在进行高分辨率图像(如CT图像和MRI图像)的对位时，目前借助于外标记。(3)建立图像数据库用以完成典型病例、典型图像数据的存档和管理以及信息的提取。它是融合的数据支持。(4)数据理解在于综合处理和应用各种成像设备所得信息，以获得新的有助于临床诊断的信息［1］。
图像融合的方法主要有4种：(1)界标配对：界标作为两种图像相对应的融合点且决定融合的一些参数，它被广泛应用于放射治疗和立体外科学［3］；(2)表面相合(SFIT)法：SFIT法又称头和帽法。其原理：所有融合影像上可识别的同一解剖结构表面之间的均数平方根(RMS)距离最小，其中，可用手工或半自动的边缘探测规则从每种影像的一系列图片得到的器官外部轮廓就是表面；头代表从较高分辨率影像中获得的表面模型；帽子代表从较低分辨率影像中获得表面的一系列独立的点［4］；(3)空间力矩配对：协调中心点和主轴(PAX)，使PAX惯性力距最小，融合时包括计算偏心和旋转以协调PAX和比例［5］；(4)交叉相关法：此法基点是两种影像的相关系数值最大(接近)。主要用于同一种显像方式影像的融合［6］。以上4种融合方法可分为两大类：(1)前瞻性融合法：在显像采集时使用特别措施(如协调器具，外部标志等)；(2)回溯性融合法：在显像采集时不采取特别措施。
近年来，有学者从另外的角度将融合技术归纳为单模融合、多模融合和模板融合［2］。(1)单模融合：是指将同一种影像学的图像融合，多用于治疗前后的对比、疾病的随访观察、疾病不同状态的对比、运动伪影和设备固有伪影的校准等方面；(2)多模融合：是指将不同影像技术的图像进行融合，包括形态和功能成像两大类，多模图像融合主要是将这两类成像方法获得的图像进行融合，其意义在于克服功能成像空间分辨率和组织对比分辨率低的缺点，发扬形态学成像方法各种分辨率高、定位准确的优势，最大限度地挖掘影像学信息，直接进行不同成像方法之间的比较，多用于神经外科定位手术、制定治疗计划等方面；(3)模板融合：是指将患者的图像与模板(解剖或生理图谱等)图像融合，这种方式也适用于不同患者的图像融合，主要用于正常结构的统计测量、不同患者同一类病变的比较、监测生长发育和衰老进程等方面。
4 医学影像融合的临床价值
利用计算机技术对获取的影像信息进行处理，并将其成果应用于临床已成为现代医学影像学发展的主要方向。通过影像的融合，将多项检查成像进行综合分析、处理，再现出全新的、高质量的影像，对于临床的价值主要体现在3个方面：(1) 对影像诊断的帮助：融合后的影像能够清晰地显示检查部位的解剖结构及毗邻关系，有助于影像诊断医生全面了解和熟悉正常组织、器官的形态学特征；通过采用区域放大、勾画病变轮廓、增添病变区伪彩色等手段，能够增加病变与正常组织的差异，突出显示病灶，有助于诊断医生及时发现病变，尤其是早期不明显的病变和微小病变，避免漏诊；在影像中集中体现出病灶在各项检查中的典型特征，有助于诊断医生做出更加明确的定性诊断，特别在疑难疾病的鉴别诊断中，作用更为显著［7］。(2) 对手术治疗的帮助：在影像的融合中，采用了图像重建和三维立体定向技术，充分显示出复杂结构的完整形态和病灶的空间位置，同时清楚地显示出病变与周围正常组织的关系；对于临床制定手术方案、实施手术以及术后观察起了重要作用［8］。(3) 对科研的帮助：影像的融合集中了多项检查的特征，同时体现了解剖结构，病理特征，以及形态和功能的改变，并对影像信息做出定性、定量分析，为临床进一步研究疾病提供了较为完整的影像学资料。
5 医学影像融合的应用前景
目前，图像融合主要应用于体层成像。随融合技术的不断发展，其在非体层成像方法中的应用逐渐增多。已有研究将血管内超声与二维X线血管造影图像进行融合，认为融合图像能克服超声显示冠状动脉形态的局限性、准确重建出血管的解剖结构、反映血管的真实弯曲［9］。
以医学成像技术为基础，结合影像诊断、影像导航、介入治疗和外科等学科所形成的计算机辅助科学是计算机在医学应用新的发展方向。图像融合技术有助于计算机辅助科学的成熟，特别是三维图像融合的研究与开发。
随着PACS在医院逐渐推广应用，为多种影像学技术的综合应用提供了广阔空间，加速了图像融合的发展。有人利用图像融合建立自动识别警告系统，校正PACS进行图像存储及归档的错误［10］。
远程医学是网络时代产物，是实现医学资源全球共享的方式。图像融合在远程医学中有广阔的应用前景。如进行远程手术，将多模图像融合成多参数、仿真人体模型，配准到术中真实器官上，可有效指导制定远程手术计划，有助于顺利实施手术［11］。
综上所述，医学影像的融合是利用计算机技术将多项检查成像的特征融合在一起，重新成像；影像融合既保留了原有的后处理技术，又增添了新的内容；它是信息融合技术、数字化技术、计算机技术等多项技术的综合和在医学影像学应用的深入和扩展。医学影像的融合将会带动医学影像技术的又一次更新，并将是影像医学新的发展方向。
【参考文献】
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建设全院级PACS系统
2012年初，为推进信息化深入实施，提高临床科室诊疗技术及效率，二炮总医院拟建设全院级PACS系统，建立包括医学影像科、超声科、病理科、导管室、内窥镜、心电及临床科室等在内的全院PACS系统。该项目PACS软件系统要求建成支持国际通用标准及规范（如DICOM3.0、IHE、HL7、CPACS等）的，以涵盖全院所有影像科室及需要阅读影像资料的科室，实现全院级FULL-PACS和数字化医院建设要求的所有内容。同时需建成基于IHE标准的医学影像资源中心系统，建立医院的医学影像资料库，全院PACS系统还将与二炮总医院正在上线的新版医护一体工作站无缝整合，完成工作流程的数字化，并向各临床科室拓展临床医生工作站，完成全院级的影像信息化建设，有效缓解院内“信息孤岛”现象。
二炮总院对医院全院PACS项目建设有三点最基本的技术要求：调阅在线静态影像的时间（第一幅图像）不超过2秒钟；调阅二级在线（归档）静态影像的时间（第一幅图像）不超过5秒钟；PACS体系稳定性承诺99.99%，一年宕机次数不超过1次 ，单次系统恢复时间不超过20分钟。
HiNet PACS完成项目验收
华海全新一代HiNet PACS系统遵循DICOM 3.0、HL7和IHE等国际标准，符合卫生部《医院信息系统功能规范》，采用了成熟的、先进的及符合国际标准的系统结构、计算机技术、通讯技术、数据库技术、 存储技术和网络技术，因此赢得了承建二炮总院全院PACS建设项目的机会。
该项目于2012年8月16日正式进场，实施包括放射科、特诊科、核医学科、内镜中心、病理科、心内科以及全部院内临床科室在内的整体实施工作，项目于2012年12月31日前完成，并于2013年7月正式完成项目验收。项目的整体实施方案结合了二炮总医院对数字化医院的整体规划，以建设全院级PACS系统为总目标，通过总体规划、分步实施，最终建成了既遵从国际及行业标准，又符合医院实际情况的数字化影像系统，为最终实现数字化医院打下了坚实基础。
系统的特色设计方便医生使用
在医院的实际应用过程中，HiNet PACS系统的功能模块化设计、统一的后台业务服务和两级存储管理等6大特色为医院的影像系统建设锦上添花。
功能的模块化设计，将放射、超声、内窥、核医学、乳腺、心电和三维等功能集成在同一个产品中，可根据不同的科室或用户角色，在客户端提供不同的功能模块和操作界面。
系统的界面，采用了业内领先的WPF用户界面。其风格统一、美观、清晰且易于理解和使用。而且，用户可以在同一界面下实现全系统的监控和管理。
系统的两级存储管理，可以实现科室级的PACS系统建设，而且数据相应迅速。这种设计也方便其将来扩展至区域级PACS系统，
HiNet PACS系统在业内率先应用云计算技术平台，其部署灵活、具有极高的可扩展性以及较低的部署、运维成本，充分满足了二炮总医院这样的大型医院或区域医疗中心等医疗影像业务的不断增长和数据的急速膨胀。
该系统所采用的统一的、基于Oracle的系统平台，有利于降低开发和维护成本，提高系统的性能。数据库同时还支持SQL-Server、DB2，以满足不同客户的应用需求。
系统实现工作流程优化以及诊疗效率的提升
医院在装备HiNet PACS系统后，成功实现了以患者为中心的网络化信息传递。整个影像诊断过程得到了标准化和网络化。系统结合医院现代化的管理模式，提高了影像诊断效率，优化了工作质量。
1. 影像诊疗过程的标准化、网络化。HiNet PACS系统将各影像设备的影像数据通过DICOM/DICOM GATE、HL7标准及IHE规范转变为集中存储、数据共享，同时它又将传统的工作流程转变为网络化、自动化集中统一的PACS/RIS模式。以患者为中心的网络化信息传递使得所有数据能够快速传输。系统通过数据挖掘手段替代了医院科室数据的人工统计和报表之后，实现了实时查询和快速分析。
2. 提高影像诊疗效率，优化工作质量。HiNet PACS系统利用先进的计算机技术、网络技术和医学影像处理技术，以PACS/RIS集成建设为主，帮助医院进一步完善了信息化建设和流程改造，从而提高了诊疗效率以及更大范围的医疗信息共享。此外，系统对现有系统中硬件的合理规划利用促成了影像科PACS/RIS的紧密集成和高度统一，影像科检查预约登记、报告书写的计算机化也在系统上线后得以实施，系统内置诊断模板实现了影像设备（DICOM与非DICOM）的影像信息（静态与动态图像）采集与数字化转换和图文报告。
3. 实现患者数据长期可靠存储与科学有效管理。HiNet PACS系统能够支持图像及文字信息保存及访问的长期、大容量存储体系，建立包括全院临床科室和门诊科室在内的影像信息共享系统，实现高速在线存储和可规划容灾系统、安全备份系统的多级安全存储。
系统为患者诊断结果和数据调阅分组，并为用户管理权限分级，实现了影像科室调阅患者在线静态影像数据时间（第一幅任何图像）不超过2秒，临床终端工作站调阅浏览近期图像数据（3年内）不超过3秒，调阅浏览远期图像数据（3年以上）不超过5秒。
4. 通过HiNet PACS系统建立的医技科室检查预约中心，配置了排队叫号系统，实现了临床医生影像检查报告一键调阅，瞬时查看。
PACS与现有医院信息系统（HIS）的集成实现了申请、报告等患者医疗文字信息的相互传递，患者费用信息的生成汇总，临床科室与检查科室之间的影像信息共享以及检查科室对患者其他医疗信息的共享。HiNet PACS系统建立起的PACS服务器集群和大容量集中存储系统可平滑扩容，提供多级数据安全体系保障。
系统支持数据的备份及容错功能，提供数据转移和恢复措施，并可连接医院放射科现有主要影像设备，实现非DICOM接口设备的影像标准化及全院影像资料标准化存储与管理。
HiNet PACS优化了放射科室内部的工作流程，充分利用网络传输功能，减少了检查诊断过程中的人工环节，系统流程可根据需要进行设定或修改。通过与HIS的集成，实现了患者检查申请、检查确认、预约管理、诊断结果反馈等关联业务流程的自动进行。
HiNet PACS系统不仅在内部建立起了统一全面的用户权限管理，还实现了诊断报告模版化、规范化以及报告的集中管理与打印。
通过系统提供的多种影像调阅模式，可以实现放射科、门诊、住院及部分相关科室的影像快速调阅，同时各种影像后处理功能也提高了诊断质量。除此之外，系统还实现了影像检查质量的控制管理和诊断报告质量控制管理，科室内各种信息可实现全面、实时、客观的统计管理，系统提供的数据分析统计功能可作为量化管理与绩效考核的考评依据。
系统实现了医院内部影像资料及相关信息的统一存储、管理和数据共享。
致力于实现数字化医院
[关键词]医学影像技术；发展；热点
The Past， Present and Future of Medical Imaging Technology and Equipment
Abstract： With progress of technology medical imaging technology makes considerable development and the position in the medical field will be even more important .this paper shows the developing process of medical imaging technology ，the achievement of medical imaging technology accomplished during the recent years and discuss what will be the next hot area.
Key words：medical imaging technology；develop；hot area
宇宙之万物，无不由分子组成。而组成分子的原子，则是由原子核和围绕原子核旋转的电子组成。人们通过对分子，原子的研究， 终于在1895年伦琴发现了X-ray，这是20世纪医学诊断学上最伟大的发现。X-RAY透视和摄影技术作为最早的医学影像技术，直到今天还是使用最普遍且有相当大的临床诊断价值的一种医学诊断方法。医学影像技术主要是应用工（程）学的概念及方法，并基于工（程）学原理发展起来的一种技术手段（包括原理、方法、装置及程序），其实医学影像技术还是医学物理的重要组成部分，它是用物理学的概念和方法及物理原理发展起来的先进技术手段。医学影像信息包括传统X线、CT、MRI、超声、同位素、电子内窥镜和手术摄影等影像信息。它们是窥测人体内部各组织，脏器的形态，功能及诊断疾病的重要方法。随着医疗卫生事业的发展，以胶片为主要方式的显示、存储、传递X-ray摄像技术已不能满足临床诊断和治疗发展的需求，医疗设备的数字化要求日益强烈，全数字化放射学、图像导引和远程放射医学将是放射医学影像发展的必然趋势。
1 传统摄影技术在摸索中进行
1.1 计算机X线摄影
X射线是发展最早的图像装置。它在医学上的应用使医生能观察到人体内部结构，这为医生进行疾病诊断提供了重要的信息。在1895年后的几十年中，X射线摄影技术有不少的发展，包括使用影像增强管、增感屏、旋转阳极X射线管及断层摄影等。但是，由于这种常规X射线成像技术是将三维人体结构显示在二维平面上，加之其对软组织的诊断能力差，使整个成像系统的性能受到限制。从50年代开始，医学成像技术进入一个革命性的发展时期，新的成像系统相继出现。70年代早期，由于计算机断层技术的出现使飞速发展的医学成像技术达到了一个高峰。到整个80年代，除了X射线以外，超声、磁共振、单光子、正电子等的断层成像技术和系统大量出现。这些方法各有所长，互相补充，能为医生做出确切诊断，提供愈来愈详细和精确的信息。在医院全部图像中X射线图像占80%，是目前医院图像的主要来源。在本世纪50年代以前，X射线机的结构简单，图像分辨率也较低。在50年代以后， 分辨率与清晰度得到了改善，而病人受照射剂量却减小了。时至今日，各种专用X射线机不断出现，X光电视设备正在逐步代替常规的X射线透视设备，它既减轻了医务人员的劳动强度，降低了病人的X线剂量；又为数字图像处理技术的应用创造了条件。随着计算机的发展数字成像技术越来越广泛地代替传统的屏片摄影现阶段，用于数字摄影的探测系统有以下几种: （1）存储荧光体增感屏[计算机X射线摄影系统（computer Radiography.CR）]。(2)硒鼓探测器。（3）以电荷耦合技术（charge Coupled Derices.CCD）为基础的探测器 。（4）平板探测器（Flat panel Detector）a:直接转换（非晶体硒）b：非直接转换（闪烁晶体）。这些系统实现了自动化、遥控化和明室化，减少了操作者的辐射损伤。
1.2 X-CT
CT的问世被公认为伦琴发现X射线以来的重大突破，因为他标志了医学影像设备与计算机相结合的里程碑。这种技术有两种模式，一种是所谓“先到断层成像”（FAT），另一种模式是“光子迁移成像”（PMI）。
1.3 磁共振成像
核磁共振成像，现称为磁共振成像。它无放射线损害，无骨性伪影，能多方面、多参数成像，有高度的软组织分辨能力，不需使用对比剂即可显示血管结构等独特的优点。
1.4 数字减影血管造影
它是利用计算机系统将造影部位注射造影剂的透视影像转换成数字形式贮存于记忆盘中，称作蒙片。然后将注入造影剂后的造影区的透视影像也转换成数字，并减去蒙片的数字，将剩余数字再转换成图像，即成为除去了注射造影剂前透视图像上所见的骨骼和软组织影像，剩下的只是清晰的纯血管造影像。
2 数字化摄影技术日臻完善
1981年6月在布鲁塞尔召开的第15届国际放射学会学术会议上，首次提出了数学化X线成像技术的物理概念及临床应用结果。使医学影像技术步入了数字化的新纪元。事实上，医学影像技术的数字化趋势在近10多年已渐趋明晰。时至1998年，体现国际医学影像技术最高水平的“北美放射学年会”，不论从学术报告及展览中均体现出医学影像设备的数字化是大势所趋。
数字X射线摄影的成像技术包括成像板技术、平行板检测技术和采用电荷耦合器或CMOS器件以及线扫描等技术。成像板技术是代替传统的胶片增感屏来照相，然后记录于胶片的一种方法。平行板检测技术又可分为直接和间接两种结构类型。直接FPT结构主要是由非品硒和薄膜半导体阵列构成的平板检测器。间接FPT结构主要是由闪烁体或荧光体层加具有光电二极管作用的非品硅层在加TFT阵列构成的平板检测器。电荷耦合器或CMOS器件以及线扫描等技术结构上包括可见光转换屏，光学系统和CCD或CMOS。
3 成像的快捷阅读
由于成像方法的改进，除了在成像质量方面有明显提高外，图像数量也急剧增加。例如随着多层CT的问世，每次CT检查的图像可多达千幅以上，因此，无法想象用传统方法能读取这些图像中蕴含的动态信息。这时在显示器上进行的“软阅读”正在逐渐显示出其无可比拟的优越性。软拷贝阅读是指在工作站图像显示屏上观察影像，就X线摄影而言这种阅读方式能充分利用数字影像大得多的动态范围，获取丰富的诊断信息。 4 PACS的广阔发展空间
随着计算机和网络技术的飞速发展，现有医学影像设备延续了几十年的数据采集和成像方式，已经远远无法满足现代医学的发展和临床医生的需求。PACS系统应运而生。PACS系统是图像的存储、传输和通讯系统，主要应用于医学影像图像和病人信息的实时采集、处理、存储、传输，并且可以与医院的医院信息管理系统放射信息管理系统等系统相连，实现整个医院的无胶片化、无纸化和资源共享，还可以利用网络技术实现远程会诊，或国际间的信息交流。PACS系统的产生标志着网络影像学和无胶片时代的到来。完整的PACS系统应包含影像采集系统，数据的存储、管理，数据传输系统，影像的分析和处理系统。数据采集系统是整个PACS系统的核心，是决定系统质量的关键部分，可将各种不同成像系统生成的图象采入计算机网络。由于医学图像的数据量非常大，数据存储方法的选择至关重要。光盘塔、磁带库、磁盘陈列等都是目前较好的存储方法。数据传输主要用于院内的急救、会诊，还有可以通过互联网、微波等技术，以数据的远距离传输，实现远程诊断。影像的分析和处理系统是临床医生、放射科医生直接使用的工具，它的功能和质量对于医生利用临床影像资源的效率起了决定作用。综上所述，PACS技术可分为三个阶段，（1）用户查找数据库；（2）数据查找设备；（3）图像信息与文本信息主动寻找用户。
5 新型技术----分子影像
随着医学影像技术的飞速发展，在今天已具有显微分辨能力，其可视范围已扩展至细胞、分子水平，从而改变了传统医学影像学只能显示解剖学及病理学改变的形态显像能力。由于与分子生物学等基础学科相互交叉融合，奠定了分子影像学的物质基础。Weissleder氏于1999年提出了分子影像学的概念：活体状态下在细胞及分子水平应用影像学对生物过程进行定性和定量研究。
分子成像的出现，为新的医学影像时代到来带来曙光。基因表达、治疗则为彻底治愈某些疾病提供可能，因此目前全世界都在致力于研究、开创分子影像与基因治疗，这就是21世纪的影像学。 新的医学影像的观察要超出目前的解剖学、病理学概念，要深入到组织的分子、原子中去。其关键是借助神奇的探针--即分子探针。到目前为止，分子影像学的成像技术主要包括MRI、核医学及光学成像技术。一些有识之士认为；由于诊治兼备的介入放射学已深入至分子生物学的层面，因此，分子影像学应包括分子水平的介入放射学研究。
6 学科的交叉结合
交叉学科、边缘学科是当今科学发展的趋势。影像技术学最邻近的学科应为影像诊断学。前者致力于解决信息的获取、存储、传输、管理及研发新的技术方法；后者则将信息与知识、经验结合，着重于信息的内容，根据影像做出正常解剖结构的辨认及病变的诊断。两者相辅相成，互为依托。所以，影像技术学的发展离不开影像诊断学更密切地沟通与结合将为提高、拓展原有成像方式及开辟新的成像方式做出有益的贡献。医用影像诊断装置用于详细地观察人体内部各器官的结构，找出病灶的位置毫克大小，有的还可以进行器官功能的判断 。还有医用影像诊断装备情况，已成了衡量医院现代化水平的标志。
7 浅谈医学影像技术的下一个热点
医疗保健事业在经济上的窘迫使得90年代以来，成为一个没有大规模推广一种新的影像技术的、相对沉寂的时期，延续了一些现有影像技术的发展，使得他们中至今还没有一种影像技术能对影像学产生巨大的影响。随着科技的发展，最近逐渐发展起来的一批有希望的影像技术。如：磁共振谱（MRS），正电子发射成像（PET）单光子发射成像（SPECT），阻抗成像（EIT）和光学成像（OCT或NRI）。他们有可能很快成为大规模应用的影像技术，将为脑、肺、乳房及其他部位的成像提供新的信息。
7.1 磁源成像
人体体内细胞膜内外的离子运动可形成生物电流。这种生物电流可产生磁现象，检测心脏或脑的生物电流产生的磁场可以得到心磁图或脑磁图。这类磁现象可反映出电子活动发生的深度，携带有人体组织和器官的大量信息。
7.2 PET和SPECT
单光子发射成像（SPECT）和正电子成像（PET）是核医学的两种CT技术。由于它们都是接受病人体内发射的射线成像，故统称为发射型计算机断层成像（ECT）。ECT依据核医学的放射性示踪原理进行体内诊断，要在人体中使用放射性核素。ECT存在的主要问题是空间分辨率低。最近的技术发展可能促进推广ECT的应用。
7.3 阻抗成像（EIT）
EIT是通过对人体加电压，测量在电极间流动的电流，得到组织电导率变化的图像。 目的在于形成对体内某点阻抗的估计。这种技术的优点是，所采用的电流对人体是无害的，因而对成像对象无任何限制。这种技术的时间分辨率很好，因而可连续监测实际的应用，已实现以视频帧速的医用EIT的实验样机。
7.4 光学成像（OTC或NIR）
近期的一些实质性的进展表明，光学成像有可能在最近几年内发展成为一种能真正用于临床的影像设备。它的优点是：光波长的辐射是非离子化的，因而对人体是无伤害的，可重复曝光；它们可区分那些在光波长下具有不同吸收与散射，但不能由其它技术识别的软组织；天然色团所特有的吸收使得能够获得功能信息。它正在开辟它的临床领域。
7.5 MRS
MRS是一种无创研究人体组织生理化的极有用的工具。它所得到的生化信息可与人体组织代谢相关联，并表明它正常组织的方式有差别。目前MRS还没有常规用于临床，但已有大量技术正在进行正式适用。
上述的几个先进的技术，究竟哪一个能成为医学影像技术的热点，我们认为应要有最大效益、安全和经济是最为重要的。在逝去的20世纪，医学影像技术经历了从孕育、成长到发展的过程，回顾过去可以断言它在防治人类疾病及延长平均寿命方面是功不可没的。在一切“以人类为本”的21世纪中，人们将继续用医学影像技术来为人们的健康服务。
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关键词：PACS；区域医学影像数据中心；存储系统
中图分类号：TP392 文献标识码：A 文章编号：16727800（2013）009012503
作者简介：陈彬彬（1975-），女， 硕士，雅安职业技术学院讲师，研究方向为多媒体技术及其应用。
0引言
在2009年颁布的《中共中央国务院关于深化医药卫生体制改革的意见》中提出大力推进医药卫生信息化建设，明确了信息技术的应用是医改的重要任务之一。在国家新医改政策实施过程中，现代医院的信息化建设和业务网络化应用程度得到了飞速的发展，数字影像设备在各级医疗单位应用广泛。PACS（影像归档和通信系统）系统作为医院信息化建设的重要组成部分，与医疗诊断环节紧密结合，已成为病人诊治的重要依据。医疗信息化的发展，使各医疗机构之间信息的共享成为必然趋势。创建一个区域化的医学影像数据中心，提供医疗机构之间信息和存储设备的共享平台，将起到支撑区域医疗发展，提高医疗服务水平的重要作用。
1区域医学影像数据中心概述
1.1区域医学影像数据中心功能
随着我国医疗卫生事业的发展，数字化医学影像设备在医学诊断中的应用越来越多，与临床各学科的结合也日益紧密，在医疗诊治工作中发挥着相当重要的作用。PACS系统是利用计算机和网络技术对医学影像进行数字化处理的系统，主要包括数字化医学影像的采集、存储、传输和重现等，该系统所需设备和技术与传统的文字信息处理系统差别很大。许多医院在建成了全院PACS后，医学影像数据呈海量增长，其管理和使用成为急需解决的问题，医学影像数据中心的出现解决了这一难题。目前区域医学影像数据中心一般由政府部门建设，统一架构将各医院的医学影像数据集中存储和共享。区域医学影像数据中心采用基于安全存储和高效检索的IDC（Internet Data center）体系架构，集成了安全环境和专业服务环境，向各级医疗机构及医政管理部门提供医学影像信息存储和共享服务。以医学影像数据中心为平台，利用网络将各医院的医疗影像数据集中交给专业人员进行专业化管理，医院不需管理日益膨胀的海量影像数据，可以更专注于对病人的诊断治疗。对于数据中心的数据实现区域化数据共享，不同医院之间可以互相调阅被作为重要诊治依据的医学影像资料、诊断结果、电子病历等相关信息，对患者在不同医院和不同时期的就诊数据进行跟踪，报告互认共享，初步实现基于医学图像的远程医疗，有利于减少重复检查费用，降低医疗成本，提高诊治的有效性。汇集到数据中心的数据还可以为更多的机构服务，如医学院可向数据中心申请对医学影像数据的借阅，起到了医学影像教育和培训平台的功能。
1.2区域医学影像数据中心系统设计要求
区域医学影像数据中心特别强调的是资源的充分共享和流程运作的一体化，优化医疗资源和提高诊疗水平。该中心以实现区域数字医学影像信息实用共享为目标，基于业务分布、数据集中的管理模式，采用区域化集中式存储管理架构，建立区域医学影像共享应用系统，确保医学影像数据的集中归档管理和存储。区域医学影像数据中心实现市、区级阅片、诊断、报告、会诊（TDS）、管理、业务应用和数据挖掘分析等的全面应用和管理；支持区域医学影像资源专家库和区域远程影像会诊中心的建立；支持区域内各级医院调阅在本区域内就诊的病人影像信息和诊断信息；支持区域医学影像教育和培训平台的建立，实现资源共享。在新的模式下，患者的医学影像资料由前端的医疗设备采集后，通过交换机传送到中心服务器，并存储在中心数据库中。当有影像数据应用需求时，服务器会通过网络将图像传输给相应的临床医生的终端，或者传输到科室的工作站。医学影像共享应用系统须遵循国家及医疗卫生行业的信息化数据标准或规范，如HL7 CDA、DICOM、ICD10、电子签名法、电子病历国家标准等，能够确保数据的准确性、可靠性、完整性、安全性及保密性。在大量数据环境下能保证系统的运行速度；有数据迁移功能和技术；能确保数据存储及共享的标准化。
1.3医学影像数据中心体系结构
区域PACS在各级医疗机构以及医疗主管部门之间通过专用网络或公共网络进行影像同步和传输，主要实现跨医疗机构的影像共享和中小医疗机构的影像托管。区域影像数据中心采用符合IHE相关技术规范的应用架构，建立三层体系结构，自下而上是资源层、服务层、应用层，如图1所示。各层有相应的功能构件，来实现服务器系统、存储系统、区域内医院各种异构PACS的集成、系统安全和数据安全以及运行维护管理等方面的功能。当需要扩展影像数据中心的功能时，通过在服务层增加对应的功能模块来实现，充分体现了系统的可扩展性。
2区域医学影像数据中心存储技术
2.1区域医学影像数据中心影像存储系统设计要求
医学影像数据具有占用存储空间大、保管时间长的特点；数据类型复杂多样，主要是大量的图形和影像等信息：使用时响应速率要求高。区域医学影像数据中心采用DICOM标准来统一管理影像数据，归档数据统一存储，必须配有专门的服务器、磁盘阵列、光盘库、磁带库，以支持影像的在线、近线和离线存储，满足医学影像资料存储空间巨大的需要。区域医学影像数据中心负责存储和处理PACS系统中的在线影像和归档过期的影像，对存储系统的要求有：影像数据完整无缺失；数据访问的高效率，及时响应医生在各工作站上提出的各类检查影像的调阅申请；支持异质存储设备，即不同厂商提供的不同类别的存储设备；无限扩充系统在线数据存储容量，各级存储点可自由增设，且存储容量可扩充；灵活实用的存储策略规划；支持服务器集群机制，保障系统24h不间断服务。
2.2医学影像数据智能分级存储管理
区域医学影像数据中心的建立解决了各医疗单位日益膨胀的医学图像数据安全高效存储的难题。依据影像数据存储要求和数据量，在集中统一存储和管理的架构下，医学影像数据大多采用多级存储和管理结构，分为影像在线存储、近线存储、离线存储三级，如图2所示：
（1）在线存储：集中存储区域内各医疗单位产生的短期（3个月）在线影像数据，供各医院医生及医政管理机构快速地通过网络实现查阅。在线存储需要大容量、高性能存储器，能满足工作站高频率的访问、读取、写入请求。设备存储介质采用高转速、高接口带宽的SAS/FC高速磁盘，具有访问速度快、吞吐量大的特点，但存储空间有限，单位存储价格较高。
（2）近线存储：集中存储区域内各医疗单位产生的超过一定期限的影像数据，在某一时刻存储设备中只有少数存储介质在线，要获取所需影像数据时通过各种优化算法将其加载到系统中，提供安全、及时、准确的数据访问。设备存储介质采用大容量SATA硬盘，可集中存储区域内5年的在线影像数据，每GB的存储价格最低。近线存储满足数据精确定位及存取要求所耗费的时间长，智能化程度低，需要一定的手工操作与管理。
（3）离线存储：各医院的过时（5年以上）的医学影像数据交由数据中心统一存储和管理。医学影像数据中心服务平台与各医院的PACS系统相连接，通过VPN专线将影像数据定时上传。离线存储在安全性、大容量等方面提出更高的要求，存储介质以磁带库（AIT）和光盘塔为代表，将影像数据刻录在磁带或光盘存储介质上，按时间顺序垒放在档案柜中，实现医学影像资料的永久性海量存储。
通过合理配置各级存储设备容量构建的医学影像数据在线、近线和离线三级存储系统，在一定程度上解决了海量影像数据的长期存储与管理问题。
2.3影像数据存储解决方案
区域影像数据中心以存储和查询为主要应用，而影像数据存取的效率与存储架构密切相关，可以使用大容量存储器实现海量永久存储要求，使用高速存储设备满足影像高速率的存储要求。目前常用的存储架构有：
（1）以服务器为中心的直连式存储（Direct Attached Storage，简称DAS）是将RAID硬盘阵列直接连接到服务器扩展接口的数据存储设备，有近40年的使用历史。DAS依赖服务器主机操作系统进行数据的存储维护管理，大量占用服务器主机资源（包括CPU、I/O等），数据流需要回流主机后再存储到与服务器相连的磁带库。由于DAS本身是硬件的堆叠，不带有存储操作系统，存储效率较低。另外直连式存储的数据量越大，存储和恢复操作耗时越长，对服务器性能的依赖性就越大。
（2）以数据为中心的网络附接式存储（Network Attached Storage，简称NAS）是一种任务优化的直接与网络介质相连的存储设备，每个设备都分配有 IP 地址，所以客户机通过充当数据网关的服务器来实现数据的集中存储与访问。NAS具有网络服务器的功能，能够提供独立的存储空间和设置文件夹或文件的存取权限，通过以太网接口实现存储设备与LAN的互连，支持数据从服务器中传送到外接的磁带机上，保证数据安全和快捷备份。
（3）以网络为中心的存储区域网络（Storage Area Network.，简称SAN） SAN是一种基于光纤通道技术的高速网络或子网络，提供在计算机与存储系统之间的数据传输。SAN的传输介质是同轴电缆和光纤，以专用SAN光交换机（或光集线器）为核心，与配备光纤接口的存储设备（如磁带库、磁盘阵列等）组成一个专用存储网络系统。非光纤连接的存储设备（如基于SCSI的存储设备等）可通过网桥、路由器等互联设备连接到SAN中。SCSI 和 iSCSI 是使用较广泛的两种存储区域网络协议。
SAN存储实现的是直接对物理硬件的块级存储访问，提高了存储效率和具备更强的升级能力，适合做数据库服务器存储；NAS可提供多台服务器文件系统级的共享，适合做文件服务器；DAS存储效率低，逐渐被淘汰。在区域影像数据中心存储应用中，建议采用FCSAN（FC，Fiber Channel光纤通道）存储架构，SAN可简化数据管理及实现集中控制，允许服务器连接到任何存储阵列中，不仅增加系统存储容量，而且方便服务器实现数据的直接存取。基于SAN的存储架构能更好地满足医学影像数据中心日益增长的存储和查询需求，实现对医学影像数据的高效管理和维护。
2.4医学影像数据存储、查询的实现
区域数据中心的存储系统存在两种数据存储类型：关系数据库和文件。影像文件通常以文件的形式存储，而病人基本数据则采用关系数据库存储。
影像数据存储格式遵循DICOM（医学数字图像存储与通信标准）规定，DICOM医学图像文件的后缀名为.dcm，一般的图像处理软件不支持该种格式。DICOM文件包含文件头和数据集两部分，其中DICOM文件头包含病人信息（如ID号、姓名、性别、年龄等）、图像信息（如生成日期、采集设备型号、厂商信息等）、文件大小等数据。图像数据集部分存储数字医疗设备的原始图像数据，其数据量大小因医疗设备而异。
PACS大部分是基于文件系统的。病人的某次检查的所有DICOM影像数据，以文件形式单独存放在文件服务器上为该次检查建立的文件夹下，而其相关信息如：病人信息、医疗信息、诊断分析等文字信息及医学影像文件的物理存储路径以记录的形式仍旧存储在关系数据库服务器中。该数据库记录使得影像数据与病人信息之间建立起了索引关系，客户端在查询某个病人的影像资料时，首先从数据库服务器上依据病人ID、姓名等基本信息索引出相关影像资料存储的路径，然后登陆文件服务器，在该路径下读取所需影像资料。
2.5医学影像数据中心安全措施
（1）链路安全：二级以上医院均采用双链路、双路由器做热备份。
（2）数据安全：通过存储消冗网关对数据进行重复数据删除、数据自动归档及网络查询调用，实现数据绿色智能存储；中心容灾架构，实现正常情况下的数据备份、遇到不同灾难时的数据修复，确保数据无损；在应用层面进行数据加密传输防止数据外泄，数据库行为审计防止非法数据操作。可实现对归档信息及归档操作日志的记录，并可以查询某个时间范围的归档日志或用户操作日志，方便管理员对归档过程的监控。
（3）边界安全：在数据中心和医疗机构间架设防火墙、入侵检测，数据中心和公众服务区用网闸隔离。
（4）虚拟机安全：采用虚拟化技术，打造计算资源统一管理、按需分配的基础架构云计算平台，占用资源少，升级维护简单。
（5）业务安全性：关键业务采用负载均衡技术，有效提高业务的连续性。核心业务利用医院原有设备，将数据同步至医院。
3结语
在建立医学影像数据中心之后，可以逐步完成各级医疗机构的PACS系统集成，并在建立和完善医学影像数据库的基础上实现各医院的远程会诊，具有在会诊医生之间进行高效影像综合信息传输功能。医学影像数据中心的出现突破了医院局域网限制，使优质的医疗资源得到高效共享，医生可随时随地了解患者的情况并给予及时处理，这样不仅可以提升医生的工作效率，还可以提高患者的满意度。区域医学影像中心的建立与使用为我国医疗的现代化及医疗资源的高效利用，提供了更为广阔的应用前景。
参考文献：
【关键词】医学影像；影响物理；成像技术
【中图分类号】R445-4【文献标识码】AA
【文章编号】2095-6851（2014）05-0478-02
1引言
人体成像包括对健康人的成像和对病人的成像，对于前者的成像主要用于科研和教学，后者主要用于医学临床诊断和治疗。医学影像物理和技术是医学物理学的重要分支，研究的对象包括了所有人体成像。
目前临床广泛使用的模态按照成像时使用的物质波不同，分为X射线成像、γ射线成像、磁共振成像和超声成像。
2对目前各种医学成像模态现状的分析
2.1X射线成像
X射线成像模态分为平面X射线成像和断层成像。人体不同器官和组织对X射线的吸收可以用组织密度进行表征，因此，可以利用平面x射线、x射线照相术对人体内脏器官和骨骼的损伤和病灶进行诊断和定位，同时也把胶片带进了医学领域。随着x射线显像增强技术的发展，x射线的血管造影术和其他脏器的专用x线机相继诞生，扩大了x射线成像的应用范围。平面x射线成像的未来发展方向是数字化的x光机技术其中，x线机是全世界的发展方向，但是其价格使得大多数用户望而怯步。
作为传统影像技术中最为成熟的成像模式之一的x射线断层成像，其速度对于心脏动态成像完全没有问题，加上显像增强剂，还可以对用于血管病变及其血脑屏障是否被病灶破坏进行检查，属于功能成像的范畴。当前，三维控件x射线断层成像的实验室样机已经问世，将会为x射线成像带来新的生命力。
2.2核磁共振成像
目前，各种各样的核磁共振设备产品已经大量进入市场。核磁共振成像集中体现了各种高新技术在医学成像设备中的应用。目前核磁共振主要应用包括人脑认知功能成像，用于揭示大脑工具机制的认知心理实验测量。
2.3核医学成像
核医学成像包括平面和断层成像两种方式。目前，以单光子计算机断层成像和正电子断层成像为主，为动物正电子断层成像主要是用于基础研究，而平面的γ相机已经处于被淘汰的水平。
核医学成像设备可以定量地检测到由于基因突变而引起的大分子运动紊乱继而引起的脏器功能变化，例如代谢紊乱、血流变化等。这是其他设备如超声波检查不可能完成的任务。这就是临床医学上所说的早期诊断，核医学影像设备能够快速发展归功于此。但是核医学成像存在空间分辨率差、病理和周围组织的相互关系很难准确定位的确定，因此，还需要医学物理工作的不懈努力。
2.4超声波成像
超声波是非电离辐射的成像模态，以二维成像的功能为主，也包括平面和断层成像两类产品。超声波成像由于其安全可靠、价格低廉，多以在诊断、介入治疗和预后影像检测中得到发展。目前，超声波设备已有超过x射线成像的势头。同样，超声波成像也存在一定的缺点，如图像对比度差、信噪比不好、图像的重复性依赖于操作人员等。
3关于医学软件问题
3.1基本情况分析
成像的硬件设备要完成功能离不开医学软件的支持，对于这些医学软件按照和硬件设备的关系，可分为三个层次：
第一层，工作和硬件紧密结合的软件。主要功能是负责成像设备的运动控制，对数据的采集，图像预处理和重建，完成数据分析。
第二层，主要负责对医疗器械产生的数据进行分析、处理软件。这种软件的应用需要来自医学物理人员，软件编程人员和医生三方的合作，目前，由于我国还没有建立这种三方合作机制，这类软件应用情况明显滞后。
第三层，主要功能是完成医学信息的整合的软件，用于医疗过程中医疗信息，医学工作的管理。例如PACS。这种软件也需要医生的参与，但是并没有依赖性。
3.2PACS
PACS是医疗发展信息化的体现，是医学影像技术集成管理和开拓影像资源应用范围的重要技术手段。PACS将医学影像中的各种软件和图像工作站连接起来，使之成为局域网中的节点，实现了资源的共享。不同科室的医生在完成对病人的信息收集和诊断后可以完成信息的录入。还可以利用商业设备上采集的数据运用于病人的诊疗中，结合数据和医学影像，对诊断信息综合处理，以此提高诊断的准确率。
4医学影像物理和技术学科今后的发展
虽然存在各种不同的医学影像模态，但是目标只有一个，即为了更好的进行医学研究诊断，随着物理和计算机技术的发展，医学影像技术会随之提高。为了更好的为医疗服务，在今后的发展中，医学影响物理和技术学科还需在以下几方面继续努力。
第一，用于成像的物质波产生装置还需要不断进行提升，为更好的满足成像需求，在提高波源产生物质波的同时，还需要改变物质波的束流品质；
第二，将物质波和人体组织发生相互作用的规律模型化，为减少误诊率和定位误差，把模型参数的最佳化，改善从影像中提取信息的质量和速度。同时努力消除探测中的噪声和伪影；
第三，把探测的信号收集，放大、成形实现数字化；
第四，为满足影像诊断和治疗中的监督需要，高质量的实现图像重建和显示等。
在科学技术方面，开展医学影像在脑功能成像研究中的应用、临床诊断中的应用等，有利于拓宽医学影像的市场。
5结语
本文介绍了当今主流的几种医学成像技术，对各种成像方式的优缺点进行了阐述，对日后医学影像物理和技术的发展提出了自己的看法，希望能为那些为医疗服务的工作者们提供一些参考。随着医学影像物理和技术的不断进步，医疗服务行业的科学化加速发展。
参考文献
