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中圖分類號:V443+.5 文獻標識碼:V 文章編號:1009914X(2013)34057201
一、ReSDISAMS系統的構成
1、ReSDISAMS系統的軟硬件平臺
遙感數字影像系統主要由立體微機圖形平臺、立體觀測設備以及專業化軟件構成。其中立體觀測裝置有三種,一種是帶有主動立體眼鏡的觀察裝置,再有一種是立體觀測裝置帶偏振屏,第三種是屏幕反光的立體鏡。系統中包含三維測量設備,這種設備是采用立體觀測模型的空間坐標,三維測量設備也有兩種可以選擇,分別是手輪腳盤式和手扶式的。系統軟件則為Windows系統,編程采用C++語言,部分模塊會使用OpenGL和MicroStation開發。
2、專業的功能軟件
遙感數字影像測繪系統包含九個專業功能軟件,分別是單像測圖軟件、空中數字三角測量軟件、立體測圖軟件、正射影像軟件、高程模型數字軟件、三維地形透視軟件、數字城市軟件、航天測量軟件、成果編輯軟件。
3、ReSDISAMS系統的集成和生產運用方式
ReSDISAMS系統應用的方式有三種,一種是單機和單功能的,也就是每個軟件與之相配的硬件構成獨立工作站;第二種是單機和多功能的方式,也就是各種軟件全部安裝在同一個硬件平臺上;第三種是網絡式的,許多單機工作站通過網絡連接成一個整體。目前網絡式逐漸成為未來發展的主要方向。
二、遙感數字影像測繪系統的技術特征
1、立體圖像通過顯示卡平穩漫游測圖
立體圖像顯示是數字攝像測量系統中的關鍵問題,此系統通過自主研制的驅動程序,解決了固定側標的移動立體圖像屏幕立體顯示的問題,節約了成本并提高了效率。
2、自動內部定向
此系統實現自動內部定向的步驟是:首先在相框內部邊緣識別,取得影像的旋轉角與框標的搜索窗口;第二是機器通過學習得到標準的框標模板,建立框標匹配的模型;三是采用相關系數的方法識別框標;四是應用相關系數的拋物線中插實現精確定位框標中心點;五是計算內定向參數。
3、自動生成影響拓撲關系
此系統采用特征提取、影響預處理、拓撲關系參數的計算、特征匹配實現自動生成影像拓撲關系。
4、影像匹配
①根據有限的高程平面特征整體匹配,這種方式的思想是,把局部范圍的高程平面分成有限的高程平面,再根據同一個高程平面中同名點間視差的相似性,達到特征點的高程平面的整體匹配。
②非均衡的采樣影像匹配,光感受器是非均勻分布的,這是人眼的重要特征,視覺通道的視網膜上,光感受器會非均勻采樣圖像信息,而視覺中央的采樣密度是最大的。大部分的神經處理單元處在視覺系統的中央區域,這就是人力視覺的非均衡采樣處理能力。系統仿照眼睛特點,使得影像采樣和處理具有非均勻性的特點。
③基于灰度和特征的分層匹配方法
我們應用二維的匹配技術利用Haar小波,建成的正交型小波濾波器分解二維影像的小波,建立三個特征影像的金字塔和一個逼近影像的金字塔,三個特征影像的金字塔分別表示垂直、水平、對角方向的紋理特征。應用由粗到細的方針,分層匹配。為了增加匹配結果的準確性,影像相關會雙向進行,僅當雙向相關一致的時候,才能夠匹配準確。
5、正射影像邊界效應會自動清除
正射影像的制作過程中會出現邊界效應的問題,這也是正射影像制作的一個難題,這個算法是把區域內任意一點深度值作為基礎,確定權函數的表達方程式,之后按照權函數的圖形設定的區間范圍內像素處理,將區域中靠近區域邊界的像素灰度改正量降低,使得區域中遠離區域邊界的灰度改正量加大,實現了區域圖像漸變的處理。也被稱為羽化處理。
6、鑲嵌圖像的拼接縫隙自動消除
制作正射影像時因為每幅圖像反差和色彩的差異,導致幾何鑲嵌圖形不可避免的出現拼接縫效應。消除拼接縫主要有兩點,一是在圖形的結合拼接時確定圖形間的剪裁線,記錄每條剪裁線,并記錄其屬性。二是統計分析拼接縫兩邊的灰度差,之后羽化處理拼接縫兩側的灰度差。
7、大紋理貼圖采用顯示列表的方法
遙感數字影像是一種反映地形表面紋理的影像,具有現勢性強、內容豐富、真實性高的特征,可是采用比較高的分辨率紋理影像當作地表的紋理圖像做紋理映射時,這些紋理有比較大的尺度,大大超過了OpenGL中的最大紋理限度。即便是硬件可以支持紋理映射,可是目前市場上面世的高端圖像加速卡能夠在微機上取得的最大紋理圖像是2048*2048。最新的芯片加速卡僅能達到4096*4096,這還是以工作站為基礎的。因此采用顯示列表的方法,可以達到大紋理圖形的映射,消除發生紋理邊界效應的可能性。
8、分塊投影解決了分屏存儲超大三維景象的問題
把三維空間內的物體影像投放到二維計算機的屏幕上,基本上靠視口變換和投影變換來實現的。通過科學合理的控制視口變換的矩陣和投影變換的矩陣能夠把特定的圖像顯示在屏幕上。那些遠遠超出屏幕顯示范圍的三維圖像,本系統利用變換視口矩陣與投影矩陣實現,將不同的區域分屏投影,同時保存每一次投影屏幕的圖像,最后把各個投影圖像整合到一個比較大的圖像文件中,達到了快速制作超大區域的三維地形透視圖像。
9、半自動獲取與粘貼多源數據下的城市景觀的紋理信息
城市區域的大比例正射圖像技術日漸成熟,我們可以從城市正射圖像中直接獲得地表紋理數據,這樣更加簡單便捷。但是考慮到獲得的表面紋理具有不完整性,并且計算機的工作量也很大,所以系統采用了地面攝影、航空影像與人造紋理結合的辦法盡心粘合,增加了三維透視圖質量,減少了工作量。
10、CCD 掃描型航天影像的一般解法
使用CCD傳感器,通常有同軌與異軌兩種生成立體影像對的方法,所以也就有兩種公式。此系統很好的解決了兩種不同數字立體影像問題,提高了定位的精度。
參考文獻
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關鍵詞:超聲影像;圖像采集;模板
1前言
隨著醫院信息化建設的發展,超聲影像系統在各個醫院得到了廣泛的應用[1]。通過計算機和通訊網絡,完成對超聲圖像信息的采集、存儲、管理、處理及傳輸功能,實現對超聲影像資料的高效管理和實時在線利用,既能夠為超聲科室提供良好的工作平臺,又能夠高效地提高臨床醫療輔助診斷水平[2]。我院于2006年開始超聲影像系統的實施與應用,在經過多年應用的基礎上,于2012年結合本院自身特點,完成對系統的重新設計與改造,通過系統磨合和不斷調試,收到良好應用效果。
2 系統功能
超聲影像系統主要包含預約登記與分診、圖像采集、報告書寫、審核打印、查詢統計等功能,見圖1。
圖1 超聲影像系統流程
2.1預約登記與分診 門診或住院醫生開具超聲檢查申請單,系統提取出患者基本信息和申請信息,獲取臨床癥狀、體征和臨床診斷,判斷門診患者是否交費并對住院患者進行記賬,打印檢查指引單。分診護士按照普通、婦科、兒童、三維等類型,根據患者的檢查部位把患者分配到各個檢查房間,對患者進行預約排隊,告知相關注意事項(如需要憋尿,空腹等)及具體的檢查時間。針對特殊情況,比如患者是否是急診、老人、軍人(急診、老人、軍人需要優先安排),為患者分配不同的診間檢查,并根據實際情況進行預約。
2.2圖像采集 圖像采集是通過視頻采集卡將儀器輸出的視頻信號,按照靜態和動態兩種模式采集出來并保存到磁盤,作為檢查報告的重要參考依據。
靜態采集:常規采集模式,采集當前圖像,按JPEG算法壓縮后保存到磁盤,并上傳至圖像服務器。
動態采集:對于某些特殊檢查需要采用動態采集模式,即采集連續影像,按照AVI格式進行保存,也可通過圖像壓縮,減少存儲空間,提高存儲速度。
根據醫師習慣和檢查需求,超聲圖像有兩種采集方式,手柄式和腳踏式。
手柄式:定制專用USB手柄,每個手柄上分別設有靜態和動態采集按鈕。通過按壓不同按鈕進行圖像的采集和保存。
腳踏式:定制專用腳踏開關,通過串口與計算機連接,用腳踩壓開關即可觸發系統,進行靜態采集。腳踏式不能采集動態圖像。
2.3報告書寫 檢查完畢,超聲醫師根據檢查情況編輯檢查報告,報告分為患者基本信息、檢查圖像、檢查所見和診斷結果。基本信息通過數據庫自動提取,檢查圖像調用存儲的圖像,檢查所見和診斷結果由醫師自行編輯。報告模板是本系統的重要功能模塊,超聲醫師事先根據各類疾病的常見描述和診斷建立模板庫,按診斷和檢查部位采用樹狀結構展現,書寫報告時隨時調取相應的模板信息。系統也可調閱患者的歷史檢查記錄,作為診斷參考依據。
2.4審核打印 報告單書寫完畢后,由具有審核權限的醫師進行審閱,確認書寫無誤后,輸入權限密碼,進行確認打印,打印后由診斷醫師簽字后即可交給患者,檢查記錄自動歸檔。
2.5 查詢統計 為了便于歷史檢查記錄的查詢、調閱和科室的科研教學以及工作量統計,系統提供了按姓名、性別、費別、檢查部位、診斷結果、檢查醫師、檢查日期等多種關鍵字段查詢和統計功能,可隨時調取患者的檢查和圖像信息,并對不同的統計結果進行圖表分析。
3 系統使用
超聲影像系統由于其功能強大,涉及科室多,所以使用時必須嚴格遵照其流程。由臨床科室醫生開具電子申請,患者持卡至超聲科室登記處登記(門診患者登記前需先行交費,住院患者登記同時劃價記賬),打印檢查指引單,檢查醫師根據指引單內容對患者進行相應檢查,檢查完畢后上傳圖像并書寫報告,報告確認后,臨床醫生即可調閱相應圖像和報告。系統在使用中經常出現特殊情況(如急診)不能按照上述流程進行操作,往往不經登記就進行檢查,這樣會導致無法匹配檢查號而不能調閱圖像和報告的現象,發生類似情況時,應由醫師先行檢查,圖像采集至后臺緩沖區,檢查完畢后,需補登記并與后臺圖像進行關聯,這樣即可正常調閱圖像和報告。
4應用效果
超聲影像系統是醫院信息化建設的重點工作[3],通過系統的廣泛運用,有效解決了超聲影像資料的信息化管理問題,做到資源共享,不僅提高了檢查科室和臨床科室的工作效率,還為科室日常管理提供參考數據來源,極大的促進了科研工作的開展[4]。
5 超聲儀器的管理
超聲儀器應該安裝于平坦的地面,同時保持好干燥、通風和采光較好的空間內,同時附近房間不可有電房、X線室、高壓電力輸送線路等強電磁干擾的環境。同時也應遠離化學物品,防治化學品對儀器的侵蝕。同時超聲室內應該裝深色的窗簾,避免強光照射儀器。室內要安裝穩壓電源,空調和去濕設備,濕度保持在70%左右,溫度控制再20~30℃,電子交流穩壓器的容量在1KW左右。日常要按照操作規則來進行儀器的保養,進行有效的清潔,但是不可用濕布進行擦洗,使用后需要罩上防塵布。進入操作室內要穿鞋套,避免帶入灰塵。使用儀器時避免激烈的振動,在長時間不使用的情況下應該每天通電30min,以便起到去濕的作用。禁止 使用日光燈,因為日光燈的青光會使熒幕上熒光粉基化,同時日光燈產生的高次諧波會影響成像的質量。在開啟穩壓器3min后,等待電壓表表現穩定時再開啟超聲影像設備,這樣可以有效的降低儀器的故障率。儀器使用市不要經常的開關,一般情況下應該在早上開機,到中午再關機。要愛護影像儀的探頭,不可讓探頭隨意的跌落或與物品碰撞,不要過分的拉伸探頭,以防探頭損壞。
6 儀器的檔案管理
儀器檔案是指代記錄、介紹、說明儀器相關功能和參數的說明書和操作手冊,同時內含有購機的合同或協議,同時有安裝和調試記錄,使用記錄和維修記錄等,該資料檔案需要完整保存,以便使用方便。
7 儀器使用制度的規范化
儀器使用人員要經過專業培訓,確保儀器使用的專業性操作,避免違規操作帶來的儀器損傷,同時要將使用規范進行制度化管理,各人員使用記錄,非培訓合格人員不得隨意操作影響儀器,帶教人員需要在嚴格指導下進行規范性操作。日常工作人員要對儀器的管理責任到人,一旦發現儀器的異樣問題需要由責任人立即上報,避免故障儀器進入病患檢查環節。
8討論
醫學超聲影像學是一種集合了臨床醫學、電子計算機技術和聲學三者結合的交叉學科。近年來隨著科技的進步和信息的迅速發展,超聲影像科學的技術也在不斷推陳出新,例如諧波成像、超聲像生物顯微鏡、三維超聲成像、血管內超聲等,有力的擴寬了超聲影像學的臨床運用范圍。因此,超聲影像學對臨床醫療和學科建設是一門不可或缺的學科技術,對患者的病情診斷有著廣泛的實用性。例如影像學可以有效的觀察腫瘤的體積、徑線等 形態狀況有很好的監測和評估效果,同時灌注成像、磁共振等功能成像和分子影像學讓腫瘤的早期評估和預測效果得到不斷的提升。但是無論何種高端的操作儀器,都需要嚴格、專業的操作來保證效果,相關使用說明需要嚴格進行人員培訓和指導,環境的設置要配套處理,防止不當設計導致的儀器檢測功能失常。所有的操作流程應嚴格設計,各環節銜接順暢,避免不當操作導致的檢測結果的張冠李戴。在檢測環節中醫生也應該詢問患者的具體身體情況,避免檢測的誤判,特別是檢查前的身體情況詢問,從而讓檢測更加的有針對性。總而言之,設備的裝備要合理,操作人員的技術和流程要完善,否則環節的設置失誤很容易讓整個儀器的效果大大折扣。
參考文獻:
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[2]葉圣奇.國內超聲影像信息系統的研發和應用現狀[J].上海醫學影像,2006,15(1):67~70.
關鍵詞:醫學影像;管理系統;信息化
醫學圖像是由檢查而產生的結果,因此醫學圖像的管理應該是檢查信息管理中一個組成部分。然而,由于醫學圖像的數據量非常大,數據的采集、存儲、傳輸和系統建設所需設備和所應用的技術都與處理文字信息的系統有非常大的差別,因此建設醫學圖像系統需要專門立項。醫學圖像管理系統通常被稱為圖像存儲與傳輸系統(Picture Archiving&Communication System,簡稱PACS)。系統的特點是采用數字化方法處理和管理醫院中的醫學影像。主要包括數字化醫學影像的采集、存儲、傳輸和重現。
1 醫學影像管理系統的作用
1.1 實現醫學影像資源的共享
傳統的影像存儲和管理方法具有很強的資源獨占性,一張膠片被借走后其他人就無法再借閱此膠片,而PACS則能夠從根本上解決獨占問題,在系統中的影像資源能被多人同時訪問,并可以依托權限復制資源,也能使醫生在不同的地點同時對患者會診。
1.2 加快醫學影像的傳輸速度
醫院的效益對診斷速度的依賴是比較大,目前我國醫院住院患者的住院時間中有很多時間是用來等待醫生的診斷。提高檢查信息傳遞的速度是提高醫院資源利用率進而提高、效益的重要手段。PACS可以在幾秒鐘內將檢查科室的結果傳到相應醫生的工作站電腦上,并且省去醫生或者患者借閱影像資料的手續,縮短中間環節占用的時問。
1.3 實現無膠片影像管理將大大降低成本
一所大中型醫院每年的膠片費用在500萬元左右,甚至更高。如果醫院使用數字化影像存儲代替膠片存儲,每年可節約幾百萬元的消耗費用,如果將從庫房和管理人員方面節約的費用計入,建設PACS需要的設備和網絡費用投資是完全可以在2年以內收回成本?1。
2 PACS系統建設的必要條件
醫學影像管理系統作為醫院信息化建設的組成部分,并且是較難建立的—種醫學專門系統,它的建立必須有HIS系統和醫院信息化建設中其它基礎設施和基礎系統的強大支持。
2、1 網絡環境
影像系統建成之后,影像數據將占醫院全部數據的80%以上,只有當醫院具備一個高速、完整、可靠、安全的計算機網絡之后,才能保證影像數據的正常傳輸,這是建立PACS的必要前提。
2.2 影像設備
各大醫院現有的影像設備接口并不全部具有數字接口,而且數字接口的標準也不統一。所以在建立PACS系統之前采購的影像設備最好具有數字接口,設計多功能接口設備,降低接口統一問題解決的難度。
2.3 影像服務器的存儲方案和影像顯示
PACS必須具有專門的主服務器、備用服務器、磁盤陣列、光盤庫、磁帶庫,用來完成影像數據的在線(3個月)、近線(5年)、離線存儲。另外還需有專業的高分辨影像顯示器提供給臨床醫生和影像科室醫生來閱片。
2.4 管理水平和應用能力
醫院領導的重視程度、影像科室對P 6 的了解程度和需求程度、醫院各部門的配合以及醫務人員的操作能力都是PACS系統建立必須的軟件條件。
作為山西省最先實施HIS系統的綜合性醫院,多年來我院在HIS系統使用過程中獲得良好的經濟效益和社會效益后,即提出建立醫學影像系統的設想,并積極準備,現在我院已具備上述必備條件,即將付諸實施。
3 PACS結構設計
PACS系統從服務器組成結構上可分為集中服務器和分布服務器兩種,我院采取基于SAN存儲的PACS混合服務器結構(如圖l所示)。其中,分中心服務器完成各部門影像設備圖像的接收和存儲,接受到的影像按系統需求發送給中心服務器和相應的診斷工作站。在存儲上,在線數據存儲在磁盤陣列中,便于對近期產生的影像文件調用頻繁,響應時間短的需求。磁帶庫和光盤庫分別做為近線和離線數據的存儲設備。
光纖交換機作為SAN結構的核心部件,由它通過光纖連接各棟樓內的設備,最大距離為10km,數據傳輸速度為2G/s。SAN結構具有數據從磁盤陣列到磁帶庫的遷移具有速度快,并且操作過程與網絡和服務器無關的特點,不影響網絡速度,不增加服務器負擔。
4 PACS功能設計
4.1 PACS系統服務器的管理軟件
具有完善的系統管理功能和能力,可提供強大的系統管理、流程控制和影像數據自動遷移管理以及影像長、短期存儲過程智能維護和管理能力。支持大容量磁盤陣列(RAID0,1,5)影像在線存儲過程自動管理,支持在線存儲容量的動態擴展,可提供影像全在線模式存儲管理能力[2]。主要功能及參數指標
DICOM標準遵從:
1)各類DICL)M影像的存儲通訊(DICOM C-Store SCP)
2)各類DICOM影像的查詢通訊(DICOM C-Find SCP)
3)各類DICDM影像的提取通訊(DICOM C-lVlove 5EP)
4)各類DICOM 影像的媒質存儲管理(DICOM MediaStorage Management)
影像存儲管理:
1)DICOM影像自動歸檔存儲及數據庫管理。
2)提供“Patient/Study/Series/Image”四個層次的影像
參數值查詢、時間范圍限定查詢、模糊查詢支持等。
3)自動管理在線(Online)、離線(Omine,指光盤載體上)影像。
4)光盤存儲執行DICOM Media Storage(Part 10)定義的格式和規范。支持DICDMDIR存儲/讀取。
5)支持大容量磁盤陣列(RAID 0,1,5)管理以及影像存和數據遷移過程自動維護能力。
6)光盤刻錄過程自動管理。可支持640MBCD-R或4.7GB DVD-R光盤刻錄管理。
7)支持DICOM標準定義的無損壓縮和有損壓縮存儲。
4.2 PACS影像工作站軟件
提供影像診斷執行過程中影像處理、操作和瀏覽功能的軟件。包括大量的影像診斷操作和處理功能以及基礎的DICOM通訊能力。
主要功能及參數指標
DICOM標準遵從:
1) DICOM通訊連接測試(DICOM Echo)
2)各類DICOM影像的存儲通訊(DICOM C-Store SCU)
3)DICOMDIR導入/讀取支持主要的影像操作及處理功能:
1)興趣區(ROI)數值統計:包括像素值及范圍測量和統計、面積計算、直方圖顯示等。
2)影像測量及預標注:包括Hounsfield值、長度、角度等測量以及文字、線段、箭頭、多邊形標注等等。
3)影像操作:如影像位置及方向的變換、影像密度反轉、鏡像、移動、放大/暫苜小、局部放大、動態回放等等。支持多幀(multi—frame)DICOM影像的展開(平鋪)顯示及動態回放cine)。
4)具有單幀/多幀及單窗/多窗等多種影像瀏覽顯示格式,可執行單序列/多序列顯示和瀏覽等功能。
影像輸入飾出:
1)網絡輸入 出:支持各類DICOM影像經網絡輸入(執行C-Store SCP);DICOM影像經網絡輸出包括從數據庫查詢/選取后輸出和直接選取硬盤文件后輸出(執行C-StoreSCU)。
2)文件輸入偷出:
· DICOM影像:可直接導入或產生DICDMDIR后導入,后者可將DICOM影像文件按“Patlent/Study/Series/Im—age'’四個層次分類后導入;可將導入的其它格式(BMP/TIFF/JPEG)的影像導出為DICOM影像。導出包括直接存盤(本地硬盤)和經網絡送出(執行DICOM C-Store SCU)兩種方式。
· BMP/TIFF/JPEG影像:可將屏幕選取的DICOM影像或影像序列導出為BMP/rlFF/JPEG;可直接導入并顯示BMP/I'IFF/jPEG影像 。
4.3 DICOM 網關
連接不具備DIo0M標準支持的影像設備(如CT、MR、-A、RF等),為這類影象設備產生的影像提供一個轉換為DICDM影像并直接通過DICOM存儲通訊接口(DI(X)M Stor—age SEU)傳送到PACS系統的方式。影像采集為視頻采集。主要功能及參數指標:
1)支持標準和非標準視頻輸出信號
2)支持靜態影像采集(如CT、RF影像等)和動態影像輸出采集(如DSA、超聲影像等)
3)直接實現采集影像的DICOM轉換
4)DICOM影像可本地存儲或直接經網絡傳送至PACS系統
5)支持DICOM Storage SCU
6)提供采集影像的動態監控和回放
5 總結
PACS代表了醫學信息高速公路的發展方向,它涉及到技術集成和應用的領域之多是別的醫學信息系統所不能比擬的,在實施過程中將遇到很多困難。PACS在實施過程中應嚴格遵循DICDMB.0標準和其他業內標準,并且和HIS系統緊密結合。在我國,由于經費和技術原因,目前建立全院型PACS的醫院還不是很多,我院在各方面條件成熟的情況下,在省內率先實施全院型PACS將給我院帶來重大的經濟效益并積累相關經驗。
參考文獻
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第六代產品IMPAX 6
面向國內市場,愛克發醫療以其最領先的第六代產品——IMPAX 6為內核,按照不同的市場和醫院規模,推出了不同種類的本地化PACS產品及解決方案。該產品擁有如下特點:
高效高速的影像業務流程:能夠為國內客戶量身定制PACS系統流程和功能模塊,系統涵蓋醫療業務的多個環節,具備高速且高效的業務流程。
業內領先的調圖速度:具備數十項圖像處理專利技術,能夠輕松應對業內最新款的多排CT、高場MR、雙板DSA和PET-CT等所產生的海量數據。近幾年來,愛克發醫療在國內多家大型三甲醫院所舉行的PACS系統測試大賽中,調圖速度均排名第一。
功能強大的原廠后處理軟件:擁有一系列原廠PACS后處理軟件及臨床應用工具,軟件功能和重建質量堪比影像設備原廠工作站。
數據中心解決方案
IMPAX數據中心(IDC)是一種可擴展和高容錯的企業/區域級臨床DICOM數據對象歸檔存儲解決方案,它同時也支持對非影像對象的DICOM的封裝。它可以存儲來自多個部門的臨床信息系統,以及不同的PACS系統影像資料。IMPAX數據中心迎合企業的大型、多站點和多領域的影像庫的需求,它將數據進行縱向聚集從而提供統一的患者影像信息的來源。
全面兼容各類標準接口:IMPAX數據中心(IDC)嚴格遵守行業國際標準,設計良好,可以與眾多遵循IHE標準的不同廠商的系統集成,避免了高昂的項目重復建設成本。
它支持所有主要的DICOM SOP類別(數據對象類型)和傳輸語法(圖片格式),新的DICOM SOP類別的支持可以很容易通過配置添加,這使得客戶尋求新的應用和檢查設備整合時進行最小程度的變化。
如果設備所生成的圖像不是DICOM標準的,這些圖像需要先進行DICOM封裝再存儲到IMPAX數據中心。這樣就確保了這些數據在轉換后存儲到數據中心時能夠被關聯到一個患者的已歸檔檢查。根據要求,IMPAX數據中心采用DICOM協議服務這些轉換好的流媒體視頻、靜態圖像或文件。醫生利用集成到數據中心的電子病歷系統(EMR),可以擁有一個跨部門的患者醫療縱向數據。醫生不需要訪問多個小型的PACS系統或部門的不同應用程序來訪問患者的不同資料。
跨企業/區域的文檔管理架構:IMPAX數據中心(IDC)支持企業級患者主索引(EMPI)和患者索引交叉引用(PIX)。EMPI系統負責交叉引用來自不同來源的患者ID。確保患者身份信息的唯一性為各種其他服務提供了基礎。IMPAX數據中心解決方案結合業界領先的MPI技術提供了一個訪問患者的來自于不同醫療設施的縱向健康記錄的能力。IMPAX數據中心還可以和任何基于HL7和IHE PIX標準的EMPI產品相集成。IMPAX數據中心通過PIX管理器檢索患者ID并返回存儲在IDC的影像和報告。
關鍵詞:倒車影像處理 COMS圖像傳感器 RGBS信號 視頻轉換
中圖分類號:U463.6 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)03(a)-000-02
隨著汽車家庭普及的全球化以及行車停車的擁擠,攝像頭輔助倒車系統已經成為了汽車的必備部分。由于COMS圖像傳感器的低成本、低功耗等優點,使之被廣泛應用于車載攝像頭中。現今市面上多款車型的原裝顯示屏是以RGBS信號輸入,所以如何將COMS圖像傳感器輸出的YCrCb格式的圖像轉化為RGBS格式成為該文要解決的重點。
1 總體方案設計
2 系統硬件的設計
2.1 電源電路的設計
由于各芯片所需電壓值均不一致,須根據各芯片數據手冊選擇
合適的電源,滿足需求。在本設計中,倒車攝像頭中COMS圖像傳感器芯片選擇APTINA汽車級芯片MT9V139。汽車電源為12 V,為給各芯片供電,需要搭建電壓轉換電路,應用于PCB電路板上的電源轉換主要用DC-DC方式。DC-DC轉換器的優點是可輸出電流大、靜態電流小、效率高等,但其開關噪音較大且占用PCB的面積較大,系統較復雜。而線性穩壓器LDO的成本低、噪音小、靜態電流也較小,電路簡單,但其只適合輸入輸出壓差小、輸出電流小的電路。根據這兩者的優缺點,本設計采用兩級電壓轉換,第一次采用DC-DC,第二級采用LDO。
本設計中選擇LINEAR公司的LT3970電源芯片作為電壓轉換電路的第一級轉換,將12 V電壓轉換為3.3 V。LT3970是一款可調頻率、單片式、降壓型開關穩壓器,它的輸入電壓范圍高達40 V,且只需消耗2.5 μA的靜態電流。在低輸出電流條件下,低紋波突發模式操作保持了高效率,且其輸出文波在典型電路中可抑制在5 mV以下。該器件最大的優點是封裝小,易于攝像頭內部電路的搭建。第二級電源轉換采用LINEAR公司的LTC1844系列電源芯片,將3.3 V電壓分別轉換為1.8 V、2.5 V、2.8 V。此款芯片輸入電壓范圍很寬:1.6 ~6.5 V,且靜態電流很低,不僅減少了對電源的電壓要求,而且降低了功耗。
2.2視頻轉換電路的設計
COMS圖像傳感器選擇MT9V139芯片,它是一款高清感光度圖像傳感器,此芯片集成了單片機芯片系統,可提供非常出色的低照度效果,最低照度可達到0.01LUX,超過人們對CCD傳感器的預期需求,而且在夜視環境下還具有優異的近紅外(NIR)響應性能,此芯片還具有體積小、功耗低等優點。
通過COMS圖像傳感器采集到的圖像信息,以YUV格式通過8位輸出端傳送到CH7026的8位輸入端,由LPC11C24對CH7026進行配置后,將YUV格式數字信號轉換為RGBS模擬信號,再通過濾波電路對信號進行去噪提取,傳送到顯示屏上。視頻信號轉換電路如圖2所示。
3 系統軟件的設計與調試
本設計軟件調試部分的整體思路是通過微控制器LPC11C24對COMS圖像傳感器及CH7026進行配置,完成圖像采集及輸出視頻信號轉換的過程。主要用到總線進行配置及串口通信。
由于本設計需要采用兩個總線接口,所以采用LPC11C24的GPIO口模擬總線的方式進行編程。CH7026的接口SCL、SDA分別接LPC11C24的PIO2_7和PIO2_8端口,MT9V139的接口SCLK、SDATA分別接LPC11C24的PIO0_10和PIO0_9端口。
參考文獻
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隨著信息的到來,數字化、標準化、網絡化作業已經進入醫學影像界,并以奔騰之勢迅猛,伴隨著一些全新的數字化影像技術陸續于臨床,如ct、mri、數字減影血管造影(digitalsubtractionangiography,dsa)、正體層成像(positiveelectrontomography,pet)、計算機放射攝影(computedradiography,cr)及數字放射攝影(digitalradiography,dr)等,醫學影像診斷設備的網絡化已逐步成為影像科室的必然發展趨勢,同時在客觀上要求醫學影像診斷報告書寫的計算機化、標準化、規范化。醫學影像存檔與通訊系統(picturearchivingandcommunicationsystems,pacs)和醫學影像診斷報告系統應運而生并得到了快速發展,使整個放射科發生著巨大變化,提高了影像學科在臨床醫學中的地位和作用。
概述
pacs是近年來隨著數字成像技術、計算機技術和網絡技術的進步而迅速發展起來的、旨在全面解決醫學圖像的獲取、顯示、存貯、傳送和管理的綜合系統[1-4]。pacs分為醫學圖像獲取、大容量數據存貯、圖像顯示和處理、數據庫管理及用于傳輸影像的局域或廣域網絡等5個單元[2,4]。
pacs是一個傳輸醫學圖像的計算機網絡,協議是信息傳送的先決條件。醫學數字影像傳輸(dicom)標準是第一個廣為接受的全球性醫學數字成像和通信標準,它利用標準的tcp/ip(transfercontrolprotocol/internetprotocol)網絡環境來實現醫學影像設備之間直接聯網[3]。因此,pacs是數字化醫學影像系統的核心構架,dicom3.0標準則是保證pacs成為全開放式系統的重要的網絡標準和協議。
1998年我院放射科與航衛通用電氣醫療系統有限公司(gehangweimedicalsystems,簡稱gehw)合作建成醫學影像診斷設備網絡系統,它以dicom服務器為中心服務器,按照dicom3.0標準將數字化影像設備聯網,進行醫學數字化影像采集、傳輸、處理、中心存儲和管理。
材料與方法
一、系統環境
(一)硬件配置
1.dicom服務器:戴爾(dell)poweredge2300服務器(奔騰ⅱ400mhzcpu,128mb動態內存,9.0gb熱插拔sici硬盤×2,nec24×scsicd-rom,yamaha6×4×2cd-rw×2,etherexpresspro/100+網卡;500w不間斷電源(ups)。
2.數字化醫學圖像采集設備:螺旋ct:gehispeedct/i,dicom3.0接口;磁共振:gesignahorizonlxmri,dicom3.0接口。
3.醫學圖像顯示處理工作站:sunadvantagewindows(簡稱aw)2.0,128mb靜態內存,20in(1in=2.54cm)彩顯,1280×1024顯示分辨率,dicom3.0接口。
4.激光膠片打印機:3m怡敏信(imation)969hqdualprinter。
5.醫學圖像瀏覽終端:7臺,奔騰ⅱ350~400mhz/奔騰ⅲ450mhzcpu,64~128mb內存,8mb顯存,6gb~8.4gb硬盤,15in~17in顯示器,10mbps以太網(ethernet)網卡,ethernet接口。
6.醫學影像診斷報告打印服務器:2臺圖像瀏覽終端兼作打印服務器。
7.激光打印機:惠普(hp)laserjet6lgold×2。
8.集線器(hub):d-linkde809tc,10mbps。
9.傳輸介質:細纜(thinnet);5類無屏蔽雙絞線(utp);光纖電纜。
10.網絡結構:星形總線拓撲(starbustopology)結構。
(二)軟件
1.操作系統:螺旋ct、mri、aw工作站:unix;dicom服務器:windowsnt4.0server(版);圖像瀏覽及診斷報告書寫終端:windowsnt4.0workstation(中文版)。
2.網絡傳輸協議:標準tcp/ip。
3.網絡瀏覽器:netscapecommunicator4.6。
4.數據庫管理系統:interbaseserver/client5.1.1。
5.醫學圖像瀏覽及影像診斷報告系統開發軟件:borlandc++builder4.2。
6.醫學圖像瀏覽終端:gehwadvantageviewerserver/client1.01。
7.醫學影像診斷報告系統:gehw醫療診斷報告1.0。
8.刻錄機驅動軟件:gear4.2。
(三)系統結構
螺旋ct、mri和aw工作站按照dicom3.0標準通過細纜連接到主干電纜(細纜)上形成總線拓撲結構的dicom網絡;dicom服務器與各圖像瀏覽及診斷報告書寫終端通過雙絞線以集線器(hub)為中心連接成星形拓撲結構的ethernet網絡;二者再通過集線器連接成星形總線拓撲結構的pacs。螺旋ct、mri、aw工作站各自通過光纖電纜與激光膠片打印機相連,進行共享打印。本pacs由如下各子系統構成:
ct/i:gehispeedct/i;aw2.0:sunadvantagewindows2.0;mri:gesignahorizonlxmri;dicom:digitalimagingandcommunicationsinmedicine;ethernet網絡:以太網絡;t-bnc:同軸電纜接插件t型連接器;terminator:終結器;transceiver:收發器;utp:無屏蔽雙絞線;thinnetcoaxialcable:細同軸電纜
1.數字化圖像采集子系統:從螺旋ct、mri等數字化影像設備直接產生和輸出高分辨率數字化原始圖像至dicom服務器,供中心存儲、打印、瀏覽及后處理。
2.數字化圖像回傳子系統:將中心存儲的圖像數據回傳給螺旋ct、mri等數字影像設備,供打印、對比及后處理(三維重建等)。
3.醫學圖像處理子系統:在aw工作站及各圖像瀏覽及診斷報告書寫終端上進行調節窗寬/窗位、單幅/多幅顯示、局域/全圖放大、定量測量(ct值、距離、角度、面積)、連續播放和各種圖像標注等。
Abstract: In order to avoid safety hazards during the process of reversing caused by visual blind spot, this paper presents a reversing video system based on Freescale microcontroller as the host, Aptina image sensor as the slave. By using OVERLAY systems inside ASX340, the system puts the overlay bitmap information to the output video display in car DVD, provides the information of real-time car rear image, safety distance to obstacles and reversing trajectory path to drivers. Use HYRes3_1, Imatest imaging software to measure the main factor in image quality. Measurement results show that the image quality meet the requirements of the current depot.
關鍵詞: 倒車影像系統;圖像傳感器;OVERLAY;倒車軌跡;Imatest
Key words: reversing video system;image sensor;OVERLAY;reversing trajectory path;Imatest
中圖分類號:U471 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)14-0027-03
0 引言
隨著越來越多的電子信息技術如倒車雷達、倒車影像等系統應用到汽車上,駕駛員可以更輕松地停放自己的車輛。其中,一種能夠實時的將車輛尾部的影像,距離障礙物的安全距離,倒車軌跡路徑等信息提供駕駛員的系統近年來受到人車廠和駕駛員的高度重視。本文設計了可實現上述功能的倒車影像系統:以飛思卡爾的MCU為主機,接收CAN總線上的倒檔信號和計算轉角信號,發送指令到傳感器進行圖像采集。與此同時,傳感器自動從FLASH中調取相關輔助線圖片,并與采集到的視頻一同顯示在車載DVD上。
1 系統硬件結構
本系統是采用圖像傳感器的框架結構來進行設計的,包含的硬件模塊有:圖像采集模塊、主機控制模塊、電源模塊。原理框圖如圖1所示。
當駕駛員掛R擋時,主機控制模塊需要接收CAN總線上的轉角信號,同時確定轉角信號的方向,角度大小,根據相應“規范”轉換成對應的圖片索引ID,并發送相應的指令到ASX340,實現OVERLAY功能[3]。電源模塊用來給系統各模塊提供可靠供電,采用高效的DC-DC電源設計方案,考慮到攝像頭體積的過小和散熱問題,采用多級轉換模式。1.2 主機控制模塊 采用的MCU芯片型號為飛思卡爾的MC9S08DZ16[5],具有抗干擾能力強,功耗低,價格低等特點。工作溫度為-40℃~125℃,屬汽車級芯片,其內部集成了各種通信接口,如本系統中使用的IIC總線,CAN總線。其電路圖如圖3所示。
1.3 CAN收發器接口電路 TJAl040收發器提供了CAN控制器與物理總線之間的接口以及對CAN總線的差動發送和接收功能,如圖4所示。
2 軟件設計
2.1 軌跡線功能實現基礎
ASX340圖像傳感器支持“OVERLAY”功能,其原理結構圖為圖5所示。
DMA/CPU先將預存在FLASH[7]中的原始圖像數據調取出來,存儲到內部五個緩存中的任意一個中,圖像數據的顯示是按層顯示的,有四個動態顯示層,能夠實現多達4幅圖像的同時疊加[6]。因此用戶可以通過給FLASH加載預呈現幀來實現動態場景。
ASX340支持一種高電平命令控制-主命令接口[8],主機對ASX340通過IIC總線接口控制overlay功能,為了支持主命令同步,ASX340子系統支持一個帶“門鈴”的主命令寄存器,“門鈴”用來中斷嵌入式微處理器,這樣能夠做到主機命令后,系統固件能夠立即執行。
2.2 軌跡線功能程序設計 軌跡線功能主要用于實時顯示當前倒車狀態的運行軌跡,當駕駛員掛倒擋信號時,主機控制模塊首先對系統進行初始化,再獲取CAN總線發送過來的轉角信號,判斷轉角信號的方向和大小,將轉角信號按相應規范計算得出與該角度對應的、預存在FLASH中的圖片索引ID,再寫相應的指令到圖像傳感器ASX340,ASX340會自動將對應的圖片從FLASH中讀出,通過OVERLAY功能,和視頻信號進行混合,輸出到DVD顯示屏上。其軟件流程圖如圖6所示(以右轉為例)。
3 成像質量評測
目前車載攝像頭行業沒有統一的標準,基本通過目視的“直接觀察”來評定成像質量。為此在設計本系統時,通過測試對比市場上多家攝像頭產品,制定了如下標準。該標準已得到國內某些自主品牌車廠的認可。該標準中部分內容見表1。
3.1 分辨率測試 攝像頭的分辨率是指攝像頭解析圖像的能力,本系統采用業界最具權威的ISO12233標準卡和解像力檢測軟件HYRes3_1,HYRes3_1是 CIPA 日本相機工業協會制訂的檢測標準。測試結果如圖7所示。結果為359線對,滿足要求。
3.2 色彩還原測試 該測試主要評定攝像是否能將所拍攝物體的顏色進行真實的再現。本系統在6500K標準光源條件下,通過GretagMacbeth Colorcheck和Imatest來進行測量[4]。
4 總結
文章介紹了基于Aptina ASX340的倒車影像系統的設計方法,圖像質量的評測方法和標準。該系統利用Aptina ASX340本身自帶的OVERLAY功能,使得系統設計簡單,可靠性高,降低了設計成本。該系統已成功應用于多款自主品牌車型,其最終效果圖如圖11所示。
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【關鍵詞】 影像診斷; 專家系統; 中樞神經系統
隨著信息技術和人工智能的不斷發展,專家系統在醫學領域的應用逐步推廣。但在中樞神經系統的影像診斷方面,較完整的應用尚未見報道,現將筆者在這一方面做的一些嘗試介紹給大家,以供參考。
1 中樞神經系統影像診斷專家系統的背景
專家系統的任務是應用人工智能日趨成熟的各種技術,將專家的知識和經驗以適當的形式存入計算機,利用類似專家的思維規則,對事例的原始數據進行邏輯或可能性的推理、演繹,并作出判斷和決策[1-2]。
醫療專家系統最早成功應用的實例,是1976年美國斯坦福大學肖特列夫(Shortliff)等[3]開發的醫學專家系統MYCIN,這個系統后來被視為“專家系統的設計規范”。此后的近四十年間,尤其是最近十多年,在網絡互連技術、數據庫技術、程序設計技術等信息處理技術的迅猛發展的推動下,專家系統技術的應用在廣度和深度上都到達了一個新的高度,診斷的準確性或特異性均較傳統診斷方法明顯提高[4-8]。
目前在醫學影像診斷領域內,專家系統在肺部結節定性、乳腺癌診斷及骨齡測定、骨腫瘤診斷等方面取得了不同程度突破。
2 設計原理
專家系統是基于知識的系統。一個完整的醫學專家系統應由下列五個部分組成:數據庫、知識庫、推理機、解釋接口和知識獲取模塊。數據庫存放的是已確診病例的臨床和影像信息等數據集;知識庫是用來存儲已知的中樞神經系統疾病各種診斷信息數據以及各種診斷信息的發病概率;推理機是專家系統的思維機構,本質是一組程序,用來控制和協調整個系統,它通過輸入的數據,利用知識庫的原有知識按一定的推理策略解決所提出的問題;解釋接口是用戶與專家系統交互的環節,負責對推理給出必要的解釋,便于用戶了解推理過程,為用戶向系統學習提供方便;人機接口主要用來完成輸入輸出工作;學習系統就是知識獲取模塊,它為修改和擴充知識庫存的原有知識提供相應的手段,隨著醫學的不斷發展和人類對疾病認識的不斷深入,結合實踐過程中總結出的經驗和教訓,程序設計者與臨床醫師間進行交流后可以通過學習系統來完成顱內疾病知識的完善和規則的修訂,并輸入知識庫中。
當系統診斷一個疑似患者時,就可以將該患者的臨床癥狀和影像信息通過人機接口輸入計算機,推理機將這些資料與知識庫當中的規則進行比對、匹配。處理的結果通過屏幕或打印系統提供給用戶。
2.1 知識庫的建立 系統各相關指標的設置是根據日常工作中,影像診斷醫師的常規觀察習慣,并結合各種CT征象在診斷中的權重來選取。主要有:發病部位(額葉、顳葉、頂葉、枕葉、小腦半球、腦干、基底節區、鞍區、橋小腦腳區、松果體區、側腦室、三腦室、四腦室、腦膜、脊髓、顱骨以及跨多部位等)、病灶形態(圓形、類圓形、不規則形)、占位效應(有、沒有)、平掃時病灶的密度(等密度、低密度、高密度和混合密度)、是否有鈣化(沒有、斑點狀、條片狀、完全鈣化)、囊變、壞死(沒有、小囊、大囊、多囊)、水腫(沒有、輕度、中度、重度)、腦積水(沒有、有)、強化程度(沒有、輕度、明顯)以及強化的特征(均勻、不均勻、厚環形、薄環形、開環形、壁結節強化等)、病灶境界(清楚、模糊)、病灶數量(單發,多發)等十二個CT征象,以及發病年齡、發熱、智力障礙、功能障礙、外傷史、疫區生活史等臨床指標信息,并建立每項影像特征的標準化選項。
根據各指標分別建立信息庫,信息庫包括每種疾病各指標的屬性值及發生概率。各指標發生概率的系統初始值以目前學術界公認的概率為標準設置。在系統開始使用后,隨著每一條隨訪記錄的錄入,系統通過后臺的維護模塊將自動調整各指標的發生概率。
2.2 程序編寫 中樞神經系統影像診斷專家系統編程開發語言為VFP9.0,數據庫管理系統軟件為VFP9.0,操作系統為Windows。系統采用采用VFP9.0數據庫和SQL技術。為了確保信息采集的準確性,系統采用下拉式選項框方式進行信息采集。按照影像專家日常分析圖像的習慣,分步驟采集患者各種影像及臨床信息。通過SQL技術獲取符合上述特征的候選疾病,通過各參數在相關疾病的發病概率計算,得出可能的疾病,再結合關鍵性信息,得出最終的診斷結果,供影像診斷醫師參考,見圖1~2。
2.3 準確性驗證 采用三甲醫院有完整臨床和影像學資料并經病理證實的術前誤診病例共173例,包括腫瘤、感染、中毒、外傷、血管、先天性、變性、代謝、脫髓鞘、遺傳性病變等十大類疾病。測試方法:⑴由兩名三甲醫院副主任醫師(第一組)共同閱片,根據經驗進行討論并達成一致,作出診斷;⑵由一名副主任醫師(第二組)和一名住院醫師(第三組)分別將上述病例的相關信息輸入專家系統,記錄所得結果。并分別對第一組與第二組 ,第二組與第三組進行準確率統計。
2.4 統計學處理 采用SPSS 13.0軟件,對三組結果分別進行兩組間 字2檢驗,以P<0.05為組間差異具有統計學意義。
3 結果
4 討論
4.1 臨床應用價值 醫療診斷是一項典型的專家任務。醫學專家必須具有特定領域的知識和豐富的實踐經驗。而要培養一個醫學專家既需要時間,又花費巨大。因此,開發特定應用的計算機輔助醫療專家系統就成為生物醫學工程領域的一個熱點課題。
醫療專家系統有許多吸引人的特征,如不像人類專家那樣會遺忘或退休,專家知識可以不再受時間和空間的限制而得以永久保留并廣為推廣應用;專家系統的可靠性高;還可以綜合多個專家的知識和經驗,提高解決問題的能力。計算機輔助醫學診斷系統是計算機技術在醫學領域中應用的深化。利用專家系統技術來處理這些知識密集性的任務,可以將人們從重復和繁重的腦力勞動中解放出來,從事更富有創造性的工作。
國內專家系統在醫療領域的應用和發展相對來說規模較小、水平較低,應用范圍也有限,這與我國計算機專業人員與醫生缺乏交流等因素有關。通過從事計算機研究的專家和醫學專家們的共同努力,特別是跨學科的生物醫學工程人員的培養,相信專家系統必將在醫療領域得到更為廣泛的重視和應用。
目前在醫學影像診斷領域內,在肺部結節、乳腺癌診斷及骨齡測定等領域有部分應用。顱內病變診斷方面,2009年復旦大學醫學院進行了基于模糊集的腦膠質瘤分級自動診斷方面的研究。1999年,北京神經外科研究所開發了鞍區及鞍上腫瘤計算機輔助MR影像診斷軟件。而較為完整和全面的神經系統方面的專家系統,目前國內外文獻均未見報道。
由于專家數量相對于患者數量以及醫療機構的數量仍然是明顯偏少的,不少中、小型及偏遠地區醫院的醫生或者經驗不夠豐富的年輕醫生的誤診率偏高。本系統的實現與應用將有助于改善這種情況。
在本項目的數據測試中,未使用專家系統輔助診斷的準確率為37.57%(65/173),與文獻[14]報道類似。這與大多數人的認識有很大差異,主要是因為測試中,僅以第一診斷作為判斷準確率的依據,與日常工作中以常見病、多發病為主有所不同;另外,也與測試病例均為誤診病例有關。使用輔助診斷的兩組的準確率分別為第二組63.01%(109/173)和第三組46.89%(81/173)。兩組的準確率均較未使用軟件輔助診斷的準確率高,其中第二組與第一組、第三組之間具有顯著性意義,差異有統計學意義(P<0.05)。本系統通過逐步提問,引導醫生全面、仔細閱片,通過及時反饋可能結果,可以拓展年輕醫生的思路,對于提高基層醫院和廣大低年資醫師的中樞神經系統疾病診斷水平有很大幫助。
4.2 關于推理機的設計 傳統的醫學診斷專家系統一般采用概率統計法,為解決醫學活動中的不確定性知識,近來又發展出基于二元Logistic回歸法、分類回歸樹及粗糙集等數據挖掘技術的模糊算法專家系統。影像診斷的特點是要全面分析病灶的各種信息,并密切結合臨床信息,綜合分析。本系統根據影像診斷的過程和特點,采用概率法與關鍵特征相結合的推理機制。相對于貝葉斯算法、二元Logistic回歸法、分類回歸樹及粗糙集等數據挖掘技術的模糊算法,本系統有實現相對簡單,緊密聯系臨床等優點。
4.3 自我學習功能 自我學習功能是提高專家系統自我更新、自我完善能力的重要途徑。常見的專家系統推理方法,如貝葉斯算法、二元Logistic回歸法、分類回歸樹及粗糙集等數據挖掘技術的模糊算法,需要具有專業知識的人員定期進行數據的重新訓練、挖掘,無法實現用戶對軟件在后期應用中的自我更新、完善。本系統初步具備了自我更新、自我完善的能力,通過知識補充模塊,可以添加系統原來無法診斷的疾病,也可以補充原本不完整的知識信息,并且,隨著數據庫中樣本數量的不斷擴大,學習程序可以通過每一個隨訪病例的錄入,自動調整各種指標屬性值的發病概率,以達到自我學習,自我完善的目的。
4.4 目前存在的不足之處 雖然,使用軟件的第一診斷準確率高于常規組,但僅有63.01%。造成第一診斷準確率偏低的原因有以下可能性:所選病例為術前誤診的疑難病例;軟件對某些征象的描述、分類不夠細化;屬性賦值不夠精確;軟件使用者對一些影像征象的觀察不夠準確。隨著對影像征象的分類、描述更趨合理,系統搜集的確診病例不斷豐富,以及醫務人員對影像資料解讀的不斷提高,軟件的診斷準確率必將進一步提高。
計算機輔助診斷是影像診斷學發展的方向之一。將來,隨著計算機輔助診斷與圖像處理、PACS系統等技術融合,專家系統的臨床應用范圍將進一步擴大。本系統希望能為這方面的工作做一些有益的嘗試。
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骨內淋巴造血系統腫瘤大致可分兩類:骨髓瘤和淋巴瘤。骨的原發淋巴瘤約占惡性骨腫瘤7%,占結外淋巴瘤的5%。有學者統計淋巴瘤患者其中16%會發生骨累及。基于骨內淋巴造血系統腫瘤較少見,而且淋巴造血系統腫瘤分類復雜,臨床醫學生不能很好地理解掌握。以下本人將以舉例的方式,講解如何將臨床―影像學―病理學結合在骨內淋巴造血系統腫瘤教學的應用。
一、多發性骨髓瘤和漿細胞瘤 多發性骨髓瘤是一種成人常見的骨腫瘤。在西方國家,發病率占原發惡性骨腫瘤的40%以上。臨床特點:發病高峰在50-70歲,男性多發。多以疼痛為主訴。疼痛的部位變化多樣但通常位于骨盆、脊柱和胸廓。一般白天明顯,臥床可以緩解,負重、活動可加重疼痛。低位的后背疼痛常隱藏多發骨髓瘤。僅有10%的病人有軟組織腫脹。患者常伴有全身癥狀,包括乏力、體重減輕、貧血、血小板減少、周圍神經病變(尤其是骨硬化型多發性骨髓瘤)、高鈣血癥及腎衰竭等。病理性骨折相對常見,常累及非承重骨,尤其是第5-12肋骨。除血常規、血生化檢查以外,腫瘤分期檢查包括全身骨骼檢查和骨髓活檢。偶爾需行骨病變部位的活檢來確診。影像特點:多骨髓瘤特征性表現為大量顯著的溶骨性“篩孔狀”骨質破壞伴隨很少的或沒有周圍骨反應,而且骨皮質變薄。由于缺乏反應骨,多數病變骨掃描為陰性。有時也表現為明顯的骨膨脹,形成充氣樣改變。病理特征:骨骼損害的外觀變化多樣。最多見的是髓腔廣泛被明確界限、融合的、凝膠狀、暗紅色或棕色的小腫瘤結節所代替,結節大小約3cm左右。極少數病例中可看到骨髓中界限清楚的腫瘤結節和散在的未受侵區域。擴散的骨髓瘤細胞代替了正常的骨髓并破壞了附于骨皮質上的骨小梁,受侵的脊柱變酥脆以至于活檢時椎體很容易被壓碎取出,又稱“軟骨病”。鏡下表現漿樣細胞彌漫性增生。骨內有大量淀粉樣蛋白(除長期血液透析患者外,骨內存在淀粉樣蛋白,通常即可診斷為骨髓瘤)。單發性漿細胞瘤在病理上需要漿細胞豐富的慢性骨髓炎相鑒別,免疫組化漿細胞瘤顯示為κ或λ輕鏈,而慢性骨髓炎的漿細胞則是多克隆的。并且骨髓瘤細胞染色通常自然殺傷抗原CD56呈陽性,而反應性漿細胞瘤呈陰性。大多數骨髓瘤病例依靠臨床和實驗室資料結合影像學檢查和骨髓穿刺涂片的細胞學檢查就可以作出診斷。漿細胞性骨髓瘤臨床診斷標準如下:
A 診斷至少需要1項主要指標和1項次要指標,或3項次要指標(必須包括第1和第2項),這些指標必須十分明顯的發生在一個有進行發展癥狀的病人。
B 主要指標:①骨髓漿細胞增生(>30%)②骨髓活檢為漿細胞瘤③M-蛋白,血清IgG>3.5g/dl ,IgA>2g/dl,尿本―周氏蛋白>Ig/24hr。