Медицинские изображения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

НГТУ Энвижн груп

Медицинские изображения

Ильиных Полина Сергеевна

Аннотация

В статье рассмотрены медицинские изображения, их виды, характеристики, обработка и хранения таких изображений.

Ключевые слова:

Медицинские изображения; векторные и матричные изображения; PACS

Abstract

The article deals with medical images, their types, characteristics, processing and storage of such images.

Keywords:

Medical images; vector and matrix image; PACS

Довольно часто для установления диагноза и выбора лечения врачи используют медицинские изображения. Медицинские изображения - это структурно-функциональный образ органов человека, предназначенный для диагностики заболеваний и изучения анатомо-физиологической картины организма. Также их называют диагностическим изображением. Способы получения медицинских изображений складываются из методов лучевой диагностики - рентгенологический, магнитно-резонансный, радионуклидный и ультразвуковой.

Группы медицинских изображений

Медицинские изображения можно поделить на две группы цифровые и аналоговые.

Аналоговыми изображениями являются изображения содержащие информацию непрерывного характера. Как и все аналоговые изображения, медицинские также имеют недостатки. Такие как их хранение, передача, обработка. Также в них присутствует лишние сигналы или шумы, которые ухудшают их качества.

Цифровые изображения в свою очередь представлены в виде матричной структуры. Главные их плюсы это высокое качество и отсутствие шумов, как у аналоговых изображениях. Их легко сохранять на разных носителях информации, обрабатывать и пересылать по сетям передачи данных.

Аналоговые изображение можно перевести в матричные и наоборот. Для оцифровки аналоговых изображений используют сканеры. А для оцифровки пленочных рентгенограмм с вою очередь используются так называемые дигитайзеры - транспарентные сканеры. Цифровые изображения получают из аналоговых посредством аналого-цифровых преобразователей.

Виды представление медицинских изображений

Представление медицинских изображений делится на два вида векторное и матричное.

Векторные изображения состоят из набора элементарных линий и кривых, описываемых математическими формулами в виде объектов- векторами. Данные изображения имеют векторную характеристику и могут изменяться исходя из требований без потери качества. Единственный недостаток таких изображений они требует значительные ресурсы памяти компьютера.

Матричные изображения они имеют в своей основе растр, состоящий из большого числа ячеек - пикселей, либо, при объемном характере, - вокселей. Соответственно чем больше пикселей, тем лучше качестов изображения. При обработки таких изображений сталкиваешься с их деформацией, особенно при изменении его размера. Появляется зернистость и теряется детализация изображения. В рентгенологии данный факт наблюдается при попытках произвести бумажные копии при цифровой флюорографии и компьютерной томографии.

И также матричные изображения модно перевести в векторные и наоборот.

В матричных изображениях каждому элементу в матрице соответствует участок адресуемой памяти. То в медицинской диагностике экранная площадь дисплея обычно формируется в виде следующих матриц: 64x64, 128x128, 256x256, 512x512. 1024x1024, 2048х 2048, 4096х 4096 пикселей. Чем крупнее матрица, тем более детально оно представлено. Но также с увеличением качества возрастает емкость адресуемой памяти. Что ведет к дополнительным аппаратным и программным ресурсам. Следовательно выбирают оптимальный уровень размера матрицы, при котором сохраняется баланс качества и производительности.

"Так, например, в радионуклидной визуализации - ОФЭКТ, ПЭТ, - при которой диагностическая информация носит, в основном, функциональный характер, отдают предпочтение крупным матрицам: 128х 128 и 256х 256. Таким способом освобождается оперативная память компьютера для выполнения сложных параметрических расчетов и построений. В цифровой рентгенографии, компьютерной и магнитно-резонансной томографии, при которых решаются диагностические задачи преимущественно структурного характера, применяются более мелкие матрицы: 512х 512, 1024х 1024"

Помимо размера матрицы растровые изображения также имеют различную структуру пикселя. Как известно, каждый пиксель изображения формируется в адресуемой памяти процессора различным числом бит - от 1 до 24. Так называемая глубина пикселя. Чем большим количеством бит представлен каждый пиксел изображения, тем оно богаче по своим зрительным свойствам. Тем больше требуется производительности. Поэтому в лучевой диагностике применяют разлиную глубину пикселя. Так, в ультразвуковой диагностике, которая решает, в основном, функциональные задачи, либо опознание сравнительно грубых морфологических структур, чаще используют 6-битный пиксель, у которого 64 оттенка серого цвета, реже - 8-битный с 256 оттенками серой шкалы. При формировании таких образов в памяти компьютера потребуется 1-5 МБ памяти.

При построении объемных изображении и создание четырехмерной графики требуется еще больше ресурсов. Современные компьютерные томографы для выполнения одного исследования с потоковыми и трехмерными файлами с цветовым кодированием данных требуют до 5 ГБ оперативной памяти компьютера. В некоторых системах для получения медицинских изображений принята воксельная (объемная) структура их образования и интерпретации. Размерность воксельной матрицы такая же, как и пиксельной: 256х 256, 512х 512 и т.д.

В цветном изображении используется трехбайтный пиксель, содержащий 16,7 млн. цветов. Но такое изображение требует большего объема памяти компьютера. Поэтому используют индексированный цвет, который содержит 256 цветов. Главные его плюсы в том, что он требует меньше памяти, быстрее и проще передается по линиям передачи связи.

Хранение и архивация

Хоть медицинские изображения и представлены в цифровом виде, для хранения же чаще используются рентгеновские снимки. Как уже стало известно медицинские изображения представляются огромными объемами данных. Одно изображение может занимать от нескольких мегобайт до одного гигабайта и более.

Для более удобного хранения и передачи данных был принят стандарт DICOM. Стандарт позволяет создавать, хранить, передавать и печатать все медицинские изображения. Через DICOM передаются изображения в сети PACS-архивация и передача медицинских изображений, далее они отправляются в RIS-радиологическая информационная сеть, и в HIS- госпитальная информационная сеть.

На рынке существует несколько специализированных решений внедрения системы PACS. Например, такое решение есть у FUJIFILM под названием Synapse. Система позволяет реализовать единую диагностическую историю пациента, в сети из нескольких лечебно-профилактических учреждений. Врачи же в свою очередь получают большие возможности анализа, обработки и хранения медицинских изображений, а также их запись на различные съемные носители информации, импорт данных в формате DICOM 3.0. А встроенные технологии сжатия изображений, обеспечивают оптимизацию объема архива и нагрузку на сети передачи данных. В Synapse реализованы такие решения как

· система архивирования медицинских диагностических изображений Synapse

· система 3D-реконструкции Synapse 3D

· система доступа к диагностическим изображениям с помощью мобильных устройств Synapse Mobility

· система автоматизированной компьютерной диагностики для маммографии Digital Mammography CAD

· рабочая станция для маммографии Axon Mammo.

Такое же решение есть у компании HPпод названием HP Medical Archiving - HP MAS

Медицинские изображения необходимая часть в правильной постановке диагноза. И правильная и качественная их обработка зависит непосредственно от вычислительных ресурсов специализированных компьютеров. Одни служат для управления аппаратом, другие же непосредственно применяются для обработки полученных изображений. Они позволяют получать, совмещать и моделировать 3D и 4D изображения.

медицинский изображение диагноз synapse

Библиографический список

1. Радиологическая информационная система

2. Система архивирования медицинских диагностических изображений (архив) "Synapse".

3. Архивирование данных в медицинских учреждениях.

4. Медицинские изображения и их обработка

Размещено на Allbest.ru