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中图分类号:V443+.5 文献标识码:V 文章编号:1009914X(2013)34057201
一、ReSDISAMS系统的构成
1、ReSDISAMS系统的软硬件平台
遥感数字影像系统主要由立体微机图形平台、立体观测设备以及专业化软件构成。其中立体观测装置有三种,一种是带有主动立体眼镜的观察装置,再有一种是立体观测装置带偏振屏,第三种是屏幕反光的立体镜。系统中包含三维测量设备,这种设备是采用立体观测模型的空间坐标,三维测量设备也有两种可以选择,分别是手轮脚盘式和手扶式的。系统软件则为Windows系统,编程采用C++语言,部分模块会使用OpenGL和MicroStation开发。
2、专业的功能软件
遥感数字影像测绘系统包含九个专业功能软件,分别是单像测图软件、空中数字三角测量软件、立体测图软件、正射影像软件、高程模型数字软件、三维地形透视软件、数字城市软件、航天测量软件、成果编辑软件。
3、ReSDISAMS系统的集成和生产运用方式
ReSDISAMS系统应用的方式有三种,一种是单机和单功能的,也就是每个软件与之相配的硬件构成独立工作站;第二种是单机和多功能的方式,也就是各种软件全部安装在同一个硬件平台上;第三种是网络式的,许多单机工作站通过网络连接成一个整体。目前网络式逐渐成为未来发展的主要方向。
二、遥感数字影像测绘系统的技术特征
1、立体图像通过显示卡平稳漫游测图
立体图像显示是数字摄像测量系统中的关键问题,此系统通过自主研制的驱动程序,解决了固定侧标的移动立体图像屏幕立体显示的问题,节约了成本并提高了效率。
2、自动内部定向
此系统实现自动内部定向的步骤是:首先在相框内部边缘识别,取得影像的旋转角与框标的搜索窗口;第二是机器通过学习得到标准的框标模板,建立框标匹配的模型;三是采用相关系数的方法识别框标;四是应用相关系数的抛物线中插实现精确定位框标中心点;五是计算内定向参数。
3、自动生成影响拓扑关系
此系统采用特征提取、影响预处理、拓扑关系参数的计算、特征匹配实现自动生成影像拓扑关系。
4、影像匹配
①根据有限的高程平面特征整体匹配,这种方式的思想是,把局部范围的高程平面分成有限的高程平面,再根据同一个高程平面中同名点间视差的相似性,达到特征点的高程平面的整体匹配。
②非均衡的采样影像匹配,光感受器是非均匀分布的,这是人眼的重要特征,视觉通道的视网膜上,光感受器会非均匀采样图像信息,而视觉中央的采样密度是最大的。大部分的神经处理单元处在视觉系统的中央区域,这就是人力视觉的非均衡采样处理能力。系统仿照眼睛特点,使得影像采样和处理具有非均匀性的特点。
③基于灰度和特征的分层匹配方法
我们应用二维的匹配技术利用Haar小波,建成的正交型小波滤波器分解二维影像的小波,建立三个特征影像的金字塔和一个逼近影像的金字塔,三个特征影像的金字塔分别表示垂直、水平、对角方向的纹理特征。应用由粗到细的方针,分层匹配。为了增加匹配结果的准确性,影像相关会双向进行,仅当双向相关一致的时候,才能够匹配准确。
5、正射影像边界效应会自动清除
正射影像的制作过程中会出现边界效应的问题,这也是正射影像制作的一个难题,这个算法是把区域内任意一点深度值作为基础,确定权函数的表达方程式,之后按照权函数的图形设定的区间范围内像素处理,将区域中靠近区域边界的像素灰度改正量降低,使得区域中远离区域边界的灰度改正量加大,实现了区域图像渐变的处理。也被称为羽化处理。
6、镶嵌图像的拼接缝隙自动消除
制作正射影像时因为每幅图像反差和色彩的差异,导致几何镶嵌图形不可避免的出现拼接缝效应。消除拼接缝主要有两点,一是在图形的结合拼接时确定图形间的剪裁线,记录每条剪裁线,并记录其属性。二是统计分析拼接缝两边的灰度差,之后羽化处理拼接缝两侧的灰度差。
7、大纹理贴图采用显示列表的方法
遥感数字影像是一种反映地形表面纹理的影像,具有现势性强、内容丰富、真实性高的特征,可是采用比较高的分辨率纹理影像当作地表的纹理图像做纹理映射时,这些纹理有比较大的尺度,大大超过了OpenGL中的最大纹理限度。即便是硬件可以支持纹理映射,可是目前市场上面世的高端图像加速卡能够在微机上取得的最大纹理图像是2048*2048。最新的芯片加速卡仅能达到4096*4096,这还是以工作站为基础的。因此采用显示列表的方法,可以达到大纹理图形的映射,消除发生纹理边界效应的可能性。
8、分块投影解决了分屏存储超大三维景象的问题
把三维空间内的物体影像投放到二维计算机的屏幕上,基本上靠视口变换和投影变换来实现的。通过科学合理的控制视口变换的矩阵和投影变换的矩阵能够把特定的图像显示在屏幕上。那些远远超出屏幕显示范围的三维图像,本系统利用变换视口矩阵与投影矩阵实现,将不同的区域分屏投影,同时保存每一次投影屏幕的图像,最后把各个投影图像整合到一个比较大的图像文件中,达到了快速制作超大区域的三维地形透视图像。
9、半自动获取与粘贴多源数据下的城市景观的纹理信息
城市区域的大比例正射图像技术日渐成熟,我们可以从城市正射图像中直接获得地表纹理数据,这样更加简单便捷。但是考虑到获得的表面纹理具有不完整性,并且计算机的工作量也很大,所以系统采用了地面摄影、航空影像与人造纹理结合的办法尽心粘合,增加了三维透视图质量,减少了工作量。
10、CCD 扫描型航天影像的一般解法
使用CCD传感器,通常有同轨与异轨两种生成立体影像对的方法,所以也就有两种公式。此系统很好的解决了两种不同数字立体影像问题,提高了定位的精度。
参考文献
[1] 钱曾波.遥感数字影像测绘系统ReSDISAMS[J].测绘工程,2002(11)
[2] 李虎保,舒硕果.遥感数字影像立体生成研究[J].科技信息(科学・教研),2007(8)
[3] 于延,王建华,段喜萍.遥感数字影像中提取植被指数并行算法的研究与实现[J].科技通报,2013(29)
[4] 石雪冬,李敏,张宏利,李卫红.遥感技术在广州市城市绿地系统总体规划中的应用[J].测绘科学,2001(26)
关键词:超声影像;图像采集;模板
1前言
随着医院信息化建设的发展,超声影像系统在各个医院得到了广泛的应用[1]。通过计算机和通讯网络,完成对超声图像信息的采集、存储、管理、处理及传输功能,实现对超声影像资料的高效管理和实时在线利用,既能够为超声科室提供良好的工作平台,又能够高效地提高临床医疗辅助诊断水平[2]。我院于2006年开始超声影像系统的实施与应用,在经过多年应用的基础上,于2012年结合本院自身特点,完成对系统的重新设计与改造,通过系统磨合和不断调试,收到良好应用效果。
2 系统功能
超声影像系统主要包含预约登记与分诊、图像采集、报告书写、审核打印、查询统计等功能,见图1。
图1 超声影像系统流程
2.1预约登记与分诊 门诊或住院医生开具超声检查申请单,系统提取出患者基本信息和申请信息,获取临床症状、体征和临床诊断,判断门诊患者是否交费并对住院患者进行记账,打印检查指引单。分诊护士按照普通、妇科、儿童、三维等类型,根据患者的检查部位把患者分配到各个检查房间,对患者进行预约排队,告知相关注意事项(如需要憋尿,空腹等)及具体的检查时间。针对特殊情况,比如患者是否是急诊、老人、军人(急诊、老人、军人需要优先安排),为患者分配不同的诊间检查,并根据实际情况进行预约。
2.2图像采集 图像采集是通过视频采集卡将仪器输出的视频信号,按照静态和动态两种模式采集出来并保存到磁盘,作为检查报告的重要参考依据。
静态采集:常规采集模式,采集当前图像,按JPEG算法压缩后保存到磁盘,并上传至图像服务器。
动态采集:对于某些特殊检查需要采用动态采集模式,即采集连续影像,按照AVI格式进行保存,也可通过图像压缩,减少存储空间,提高存储速度。
根据医师习惯和检查需求,超声图像有两种采集方式,手柄式和脚踏式。
手柄式:定制专用USB手柄,每个手柄上分别设有静态和动态采集按钮。通过按压不同按钮进行图像的采集和保存。
脚踏式:定制专用脚踏开关,通过串口与计算机连接,用脚踩压开关即可触发系统,进行静态采集。脚踏式不能采集动态图像。
2.3报告书写 检查完毕,超声医师根据检查情况编辑检查报告,报告分为患者基本信息、检查图像、检查所见和诊断结果。基本信息通过数据库自动提取,检查图像调用存储的图像,检查所见和诊断结果由医师自行编辑。报告模板是本系统的重要功能模块,超声医师事先根据各类疾病的常见描述和诊断建立模板库,按诊断和检查部位采用树状结构展现,书写报告时随时调取相应的模板信息。系统也可调阅患者的历史检查记录,作为诊断参考依据。
2.4审核打印 报告单书写完毕后,由具有审核权限的医师进行审阅,确认书写无误后,输入权限密码,进行确认打印,打印后由诊断医师签字后即可交给患者,检查记录自动归档。
2.5 查询统计 为了便于历史检查记录的查询、调阅和科室的科研教学以及工作量统计,系统提供了按姓名、性别、费别、检查部位、诊断结果、检查医师、检查日期等多种关键字段查询和统计功能,可随时调取患者的检查和图像信息,并对不同的统计结果进行图表分析。
3 系统使用
超声影像系统由于其功能强大,涉及科室多,所以使用时必须严格遵照其流程。由临床科室医生开具电子申请,患者持卡至超声科室登记处登记(门诊患者登记前需先行交费,住院患者登记同时划价记账),打印检查指引单,检查医师根据指引单内容对患者进行相应检查,检查完毕后上传图像并书写报告,报告确认后,临床医生即可调阅相应图像和报告。系统在使用中经常出现特殊情况(如急诊)不能按照上述流程进行操作,往往不经登记就进行检查,这样会导致无法匹配检查号而不能调阅图像和报告的现象,发生类似情况时,应由医师先行检查,图像采集至后台缓冲区,检查完毕后,需补登记并与后台图像进行关联,这样即可正常调阅图像和报告。
4应用效果
超声影像系统是医院信息化建设的重点工作[3],通过系统的广泛运用,有效解决了超声影像资料的信息化管理问题,做到资源共享,不仅提高了检查科室和临床科室的工作效率,还为科室日常管理提供参考数据来源,极大的促进了科研工作的开展[4]。
5 超声仪器的管理
超声仪器应该安装于平坦的地面,同时保持好干燥、通风和采光较好的空间内,同时附近房间不可有电房、X线室、高压电力输送线路等强电磁干扰的环境。同时也应远离化学物品,防治化学品对仪器的侵蚀。同时超声室内应该装深色的窗帘,避免强光照射仪器。室内要安装稳压电源,空调和去湿设备,湿度保持在70%左右,温度控制再20~30℃,电子交流稳压器的容量在1KW左右。日常要按照操作规则来进行仪器的保养,进行有效的清洁,但是不可用湿布进行擦洗,使用后需要罩上防尘布。进入操作室内要穿鞋套,避免带入灰尘。使用仪器时避免激烈的振动,在长时间不使用的情况下应该每天通电30min,以便起到去湿的作用。禁止 使用日光灯,因为日光灯的青光会使荧幕上荧光粉基化,同时日光灯产生的高次谐波会影响成像的质量。在开启稳压器3min后,等待电压表表现稳定时再开启超声影像设备,这样可以有效的降低仪器的故障率。仪器使用市不要经常的开关,一般情况下应该在早上开机,到中午再关机。要爱护影像仪的探头,不可让探头随意的跌落或与物品碰撞,不要过分的拉伸探头,以防探头损坏。
6 仪器的档案管理
仪器档案是指代记录、介绍、说明仪器相关功能和参数的说明书和操作手册,同时内含有购机的合同或协议,同时有安装和调试记录,使用记录和维修记录等,该资料档案需要完整保存,以便使用方便。
7 仪器使用制度的规范化
仪器使用人员要经过专业培训,确保仪器使用的专业性操作,避免违规操作带来的仪器损伤,同时要将使用规范进行制度化管理,各人员使用记录,非培训合格人员不得随意操作影响仪器,带教人员需要在严格指导下进行规范性操作。日常工作人员要对仪器的管理责任到人,一旦发现仪器的异样问题需要由责任人立即上报,避免故障仪器进入病患检查环节。
8讨论
医学超声影像学是一种集合了临床医学、电子计算机技术和声学三者结合的交叉学科。近年来随着科技的进步和信息的迅速发展,超声影像科学的技术也在不断推陈出新,例如谐波成像、超声像生物显微镜、三维超声成像、血管内超声等,有力的扩宽了超声影像学的临床运用范围。因此,超声影像学对临床医疗和学科建设是一门不可或缺的学科技术,对患者的病情诊断有着广泛的实用性。例如影像学可以有效的观察肿瘤的体积、径线等 形态状况有很好的监测和评估效果,同时灌注成像、磁共振等功能成像和分子影像学让肿瘤的早期评估和预测效果得到不断的提升。但是无论何种高端的操作仪器,都需要严格、专业的操作来保证效果,相关使用说明需要严格进行人员培训和指导,环境的设置要配套处理,防止不当设计导致的仪器检测功能失常。所有的操作流程应严格设计,各环节衔接顺畅,避免不当操作导致的检测结果的张冠李戴。在检测环节中医生也应该询问患者的具体身体情况,避免检测的误判,特别是检查前的身体情况询问,从而让检测更加的有针对性。总而言之,设备的装备要合理,操作人员的技术和流程要完善,否则环节的设置失误很容易让整个仪器的效果大大折扣。
参考文献:
[1]苏依灿.超声影像系统的设计与应用体会[J].医院管理论坛,2011,28(8):56~57.
[2]叶圣奇.国内超声影像信息系统的研发和应用现状[J].上海医学影像,2006,15(1):67~70.
关键词:医学影像;管理系统;信息化
医学图像是由检查而产生的结果,因此医学图像的管理应该是检查信息管理中一个组成部分。然而,由于医学图像的数据量非常大,数据的采集、存储、传输和系统建设所需设备和所应用的技术都与处理文字信息的系统有非常大的差别,因此建设医学图像系统需要专门立项。医学图像管理系统通常被称为图像存储与传输系统(Picture Archiving&Communication System,简称PACS)。系统的特点是采用数字化方法处理和管理医院中的医学影像。主要包括数字化医学影像的采集、存储、传输和重现。
1 医学影像管理系统的作用
1.1 实现医学影像资源的共享
传统的影像存储和管理方法具有很强的资源独占性,一张胶片被借走后其他人就无法再借阅此胶片,而PACS则能够从根本上解决独占问题,在系统中的影像资源能被多人同时访问,并可以依托权限复制资源,也能使医生在不同的地点同时对患者会诊。
1.2 加快医学影像的传输速度
医院的效益对诊断速度的依赖是比较大,目前我国医院住院患者的住院时间中有很多时间是用来等待医生的诊断。提高检查信息传递的速度是提高医院资源利用率进而提高、效益的重要手段。PACS可以在几秒钟内将检查科室的结果传到相应医生的工作站电脑上,并且省去医生或者患者借阅影像资料的手续,缩短中间环节占用的时问。
1.3 实现无胶片影像管理将大大降低成本
一所大中型医院每年的胶片费用在500万元左右,甚至更高。如果医院使用数字化影像存储代替胶片存储,每年可节约几百万元的消耗费用,如果将从库房和管理人员方面节约的费用计入,建设PACS需要的设备和网络费用投资是完全可以在2年以内收回成本⋯1。
2 PACS系统建设的必要条件
医学影像管理系统作为医院信息化建设的组成部分,并且是较难建立的—种医学专门系统,它的建立必须有HIS系统和医院信息化建设中其它基础设施和基础系统的强大支持。
2、1 网络环境
影像系统建成之后,影像数据将占医院全部数据的80%以上,只有当医院具备一个高速、完整、可靠、安全的计算机网络之后,才能保证影像数据的正常传输,这是建立PACS的必要前提。
2.2 影像设备
各大医院现有的影像设备接口并不全部具有数字接口,而且数字接口的标准也不统一。所以在建立PACS系统之前采购的影像设备最好具有数字接口,设计多功能接口设备,降低接口统一问题解决的难度。
2.3 影像服务器的存储方案和影像显示
PACS必须具有专门的主服务器、备用服务器、磁盘阵列、光盘库、磁带库,用来完成影像数据的在线(3个月)、近线(5年)、离线存储。另外还需有专业的高分辨影像显示器提供给临床医生和影像科室医生来阅片。
2.4 管理水平和应用能力
医院领导的重视程度、影像科室对P 6 的了解程度和需求程度、医院各部门的配合以及医务人员的操作能力都是PACS系统建立必须的软件条件。
作为山西省最先实施HIS系统的综合性医院,多年来我院在HIS系统使用过程中获得良好的经济效益和社会效益后,即提出建立医学影像系统的设想,并积极准备,现在我院已具备上述必备条件,即将付诸实施。
3 PACS结构设计
PACS系统从服务器组成结构上可分为集中服务器和分布服务器两种,我院采取基于SAN存储的PACS混合服务器结构(如图l所示)。其中,分中心服务器完成各部门影像设备图像的接收和存储,接受到的影像按系统需求发送给中心服务器和相应的诊断工作站。在存储上,在线数据存储在磁盘阵列中,便于对近期产生的影像文件调用频繁,响应时间短的需求。磁带库和光盘库分别做为近线和离线数据的存储设备。
光纤交换机作为SAN结构的核心部件,由它通过光纤连接各栋楼内的设备,最大距离为10km,数据传输速度为2G/s。SAN结构具有数据从磁盘阵列到磁带库的迁移具有速度快,并且操作过程与网络和服务器无关的特点,不影响网络速度,不增加服务器负担。
4 PACS功能设计
4.1 PACS系统服务器的管理软件
具有完善的系统管理功能和能力,可提供强大的系统管理、流程控制和影像数据自动迁移管理以及影像长、短期存储过程智能维护和管理能力。支持大容量磁盘阵列(RAID0,1,5)影像在线存储过程自动管理,支持在线存储容量的动态扩展,可提供影像全在线模式存储管理能力[2]。主要功能及参数指标
DICOM标准遵从:
1)各类DICL)M影像的存储通讯(DICOM C-Store SCP)
2)各类DICOM影像的查询通讯(DICOM C-Find SCP)
3)各类DICDM影像的提取通讯(DICOM C-lVlove 5EP)
4)各类DICOM 影像的媒质存储管理(DICOM MediaStorage Management)
影像存储管理:
1)DICOM影像自动归档存储及数据库管理。
2)提供“Patient/Study/Series/Image”四个层次的影像
参数值查询、时间范围限定查询、模糊查询支持等。
3)自动管理在线(Online)、离线(Omine,指光盘载体上)影像。
4)光盘存储执行DICOM Media Storage(Part 10)定义的格式和规范。支持DICDMDIR存储/读取。
5)支持大容量磁盘阵列(RAID 0,1,5)管理以及影像存和数据迁移过程自动维护能力。
6)光盘刻录过程自动管理。可支持640MBCD-R或4.7GB DVD-R光盘刻录管理。
7)支持DICOM标准定义的无损压缩和有损压缩存储。
4.2 PACS影像工作站软件
提供影像诊断执行过程中影像处理、操作和浏览功能的软件。包括大量的影像诊断操作和处理功能以及基础的DICOM通讯能力。
主要功能及参数指标
DICOM标准遵从:
1) DICOM通讯连接测试(DICOM Echo)
2)各类DICOM影像的存储通讯(DICOM C-Store SCU)
3)DICOMDIR导入/读取支持主要的影像操作及处理功能:
1)兴趣区(ROI)数值统计:包括像素值及范围测量和统计、面积计算、直方图显示等。
2)影像测量及预标注:包括Hounsfield值、长度、角度等测量以及文字、线段、箭头、多边形标注等等。
3)影像操作:如影像位置及方向的变换、影像密度反转、镜像、移动、放大/暂苜小、局部放大、动态回放等等。支持多帧(multi—frame)DICOM影像的展开(平铺)显示及动态回放cine)。
4)具有单帧/多帧及单窗/多窗等多种影像浏览显示格式,可执行单序列/多序列显示和浏览等功能。
影像输入饰出:
1)网络输入 出:支持各类DICOM影像经网络输入(执行C-Store SCP);DICOM影像经网络输出包括从数据库查询/选取后输出和直接选取硬盘文件后输出(执行C-StoreSCU)。
2)文件输入偷出:
· DICOM影像:可直接导入或产生DICDMDIR后导入,后者可将DICOM影像文件按“Patlent/Study/Series/Im—age'’四个层次分类后导入;可将导入的其它格式(BMP/TIFF/JPEG)的影像导出为DICOM影像。导出包括直接存盘(本地硬盘)和经网络送出(执行DICOM C-Store SCU)两种方式。
· BMP/TIFF/JPEG影像:可将屏幕选取的DICOM影像或影像序列导出为BMP/rlFF/JPEG;可直接导入并显示BMP/I'IFF/jPEG影像 。
4.3 DICOM 网关
连接不具备DIo0M标准支持的影像设备(如CT、MR、-A、RF等),为这类影象设备产生的影像提供一个转换为DICDM影像并直接通过DICOM存储通讯接口(DI(X)M Stor—age SEU)传送到PACS系统的方式。影像采集为视频采集。主要功能及参数指标:
1)支持标准和非标准视频输出信号
2)支持静态影像采集(如CT、RF影像等)和动态影像输出采集(如DSA、超声影像等)
3)直接实现采集影像的DICOM转换
4)DICOM影像可本地存储或直接经网络传送至PACS系统
5)支持DICOM Storage SCU
6)提供采集影像的动态监控和回放
5 总结
PACS代表了医学信息高速公路的发展方向,它涉及到技术集成和应用的领域之多是别的医学信息系统所不能比拟的,在实施过程中将遇到很多困难。PACS在实施过程中应严格遵循DICDMB.0标准和其他业内标准,并且和HIS系统紧密结合。在我国,由于经费和技术原因,目前建立全院型PACS的医院还不是很多,我院在各方面条件成熟的情况下,在省内率先实施全院型PACS将给我院带来重大的经济效益并积累相关经验。
参考文献
[1] 贾克斌,沈波 实现医学影像存档传输系统中的若干关键技术[J] 中国图像图形学报,2005,5A(7):539一544.
第六代产品IMPAX 6
面向国内市场,爱克发医疗以其最领先的第六代产品——IMPAX 6为内核,按照不同的市场和医院规模,推出了不同种类的本地化PACS产品及解决方案。该产品拥有如下特点:
高效高速的影像业务流程:能够为国内客户量身定制PACS系统流程和功能模块,系统涵盖医疗业务的多个环节,具备高速且高效的业务流程。
业内领先的调图速度:具备数十项图像处理专利技术,能够轻松应对业内最新款的多排CT、高场MR、双板DSA和PET-CT等所产生的海量数据。近几年来,爱克发医疗在国内多家大型三甲医院所举行的PACS系统测试大赛中,调图速度均排名第一。
功能强大的原厂后处理软件:拥有一系列原厂PACS后处理软件及临床应用工具,软件功能和重建质量堪比影像设备原厂工作站。
数据中心解决方案
IMPAX数据中心(IDC)是一种可扩展和高容错的企业/区域级临床DICOM数据对象归档存储解决方案,它同时也支持对非影像对象的DICOM的封装。它可以存储来自多个部门的临床信息系统,以及不同的PACS系统影像资料。IMPAX数据中心迎合企业的大型、多站点和多领域的影像库的需求,它将数据进行纵向聚集从而提供统一的患者影像信息的来源。
全面兼容各类标准接口:IMPAX数据中心(IDC)严格遵守行业国际标准,设计良好,可以与众多遵循IHE标准的不同厂商的系统集成,避免了高昂的项目重复建设成本。
它支持所有主要的DICOM SOP类别(数据对象类型)和传输语法(图片格式),新的DICOM SOP类别的支持可以很容易通过配置添加,这使得客户寻求新的应用和检查设备整合时进行最小程度的变化。
如果设备所生成的图像不是DICOM标准的,这些图像需要先进行DICOM封装再存储到IMPAX数据中心。这样就确保了这些数据在转换后存储到数据中心时能够被关联到一个患者的已归档检查。根据要求,IMPAX数据中心采用DICOM协议服务这些转换好的流媒体视频、静态图像或文件。医生利用集成到数据中心的电子病历系统(EMR),可以拥有一个跨部门的患者医疗纵向数据。医生不需要访问多个小型的PACS系统或部门的不同应用程序来访问患者的不同资料。
跨企业/区域的文档管理架构:IMPAX数据中心(IDC)支持企业级患者主索引(EMPI)和患者索引交叉引用(PIX)。EMPI系统负责交叉引用来自不同来源的患者ID。确保患者身份信息的唯一性为各种其他服务提供了基础。IMPAX数据中心解决方案结合业界领先的MPI技术提供了一个访问患者的来自于不同医疗设施的纵向健康记录的能力。IMPAX数据中心还可以和任何基于HL7和IHE PIX标准的EMPI产品相集成。IMPAX数据中心通过PIX管理器检索患者ID并返回存储在IDC的影像和报告。
关键词:倒车影像处理 COMS图像传感器 RGBS信号 视频转换
中图分类号:U463.6 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)03(a)-000-02
随着汽车家庭普及的全球化以及行车停车的拥挤,摄像头辅助倒车系统已经成为了汽车的必备部分。由于COMS图像传感器的低成本、低功耗等优点,使之被广泛应用于车载摄像头中。现今市面上多款车型的原装显示屏是以RGBS信号输入,所以如何将COMS图像传感器输出的YCrCb格式的图像转化为RGBS格式成为该文要解决的重点。
1 总体方案设计
2 系统硬件的设计
2.1 电源电路的设计
由于各芯片所需电压值均不一致,须根据各芯片数据手册选择
合适的电源,满足需求。在本设计中,倒车摄像头中COMS图像传感器芯片选择APTINA汽车级芯片MT9V139。汽车电源为12 V,为给各芯片供电,需要搭建电压转换电路,应用于PCB电路板上的电源转换主要用DC-DC方式。DC-DC转换器的优点是可输出电流大、静态电流小、效率高等,但其开关噪音较大且占用PCB的面积较大,系统较复杂。而线性稳压器LDO的成本低、噪音小、静态电流也较小,电路简单,但其只适合输入输出压差小、输出电流小的电路。根据这两者的优缺点,本设计采用两级电压转换,第一次采用DC-DC,第二级采用LDO。
本设计中选择LINEAR公司的LT3970电源芯片作为电压转换电路的第一级转换,将12 V电压转换为3.3 V。LT3970是一款可调频率、单片式、降压型开关稳压器,它的输入电压范围高达40 V,且只需消耗2.5 μA的静态电流。在低输出电流条件下,低纹波突发模式操作保持了高效率,且其输出文波在典型电路中可抑制在5 mV以下。该器件最大的优点是封装小,易于摄像头内部电路的搭建。第二级电源转换采用LINEAR公司的LTC1844系列电源芯片,将3.3 V电压分别转换为1.8 V、2.5 V、2.8 V。此款芯片输入电压范围很宽:1.6 ~6.5 V,且静态电流很低,不仅减少了对电源的电压要求,而且降低了功耗。
2.2视频转换电路的设计
COMS图像传感器选择MT9V139芯片,它是一款高清感光度图像传感器,此芯片集成了单片机芯片系统,可提供非常出色的低照度效果,最低照度可达到0.01LUX,超过人们对CCD传感器的预期需求,而且在夜视环境下还具有优异的近红外(NIR)响应性能,此芯片还具有体积小、功耗低等优点。
通过COMS图像传感器采集到的图像信息,以YUV格式通过8位输出端传送到CH7026的8位输入端,由LPC11C24对CH7026进行配置后,将YUV格式数字信号转换为RGBS模拟信号,再通过滤波电路对信号进行去噪提取,传送到显示屏上。视频信号转换电路如图2所示。
3 系统软件的设计与调试
本设计软件调试部分的整体思路是通过微控制器LPC11C24对COMS图像传感器及CH7026进行配置,完成图像采集及输出视频信号转换的过程。主要用到总线进行配置及串口通信。
由于本设计需要采用两个总线接口,所以采用LPC11C24的GPIO口模拟总线的方式进行编程。CH7026的接口SCL、SDA分别接LPC11C24的PIO2_7和PIO2_8端口,MT9V139的接口SCLK、SDATA分别接LPC11C24的PIO0_10和PIO0_9端口。
参考文献
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随着信息的到来,数字化、标准化、网络化作业已经进入医学影像界,并以奔腾之势迅猛,伴随着一些全新的数字化影像技术陆续于临床,如ct、mri、数字减影血管造影(digitalsubtractionangiography,dsa)、正体层成像(positiveelectrontomography,pet)、计算机放射摄影(computedradiography,cr)及数字放射摄影(digitalradiography,dr)等,医学影像诊断设备的网络化已逐步成为影像科室的必然发展趋势,同时在客观上要求医学影像诊断报告书写的计算机化、标准化、规范化。医学影像存档与通讯系统(picturearchivingandcommunicationsystems,pacs)和医学影像诊断报告系统应运而生并得到了快速发展,使整个放射科发生着巨大变化,提高了影像学科在临床医学中的地位和作用。
概述
pacs是近年来随着数字成像技术、计算机技术和网络技术的进步而迅速发展起来的、旨在全面解决医学图像的获取、显示、存贮、传送和管理的综合系统[1-4]。pacs分为医学图像获取、大容量数据存贮、图像显示和处理、数据库管理及用于传输影像的局域或广域网络等5个单元[2,4]。
pacs是一个传输医学图像的计算机网络,协议是信息传送的先决条件。医学数字影像传输(dicom)标准是第一个广为接受的全球性医学数字成像和通信标准,它利用标准的tcp/ip(transfercontrolprotocol/internetprotocol)网络环境来实现医学影像设备之间直接联网[3]。因此,pacs是数字化医学影像系统的核心构架,dicom3.0标准则是保证pacs成为全开放式系统的重要的网络标准和协议。
1998年我院放射科与航卫通用电气医疗系统有限公司(gehangweimedicalsystems,简称gehw)合作建成医学影像诊断设备网络系统,它以dicom服务器为中心服务器,按照dicom3.0标准将数字化影像设备联网,进行医学数字化影像采集、传输、处理、中心存储和管理。
材料与方法
一、系统环境
(一)硬件配置
1.dicom服务器:戴尔(dell)poweredge2300服务器(奔腾ⅱ400mhzcpu,128mb动态内存,9.0gb热插拔sici硬盘×2,nec24×scsicd-rom,yamaha6×4×2cd-rw×2,etherexpresspro/100+网卡;500w不间断电源(ups)。
2.数字化医学图像采集设备:螺旋ct:gehispeedct/i,dicom3.0接口;磁共振:gesignahorizonlxmri,dicom3.0接口。
3.医学图像显示处理工作站:sunadvantagewindows(简称aw)2.0,128mb静态内存,20in(1in=2.54cm)彩显,1280×1024显示分辨率,dicom3.0接口。
4.激光胶片打印机:3m怡敏信(imation)969hqdualprinter。
5.医学图像浏览终端:7台,奔腾ⅱ350~400mhz/奔腾ⅲ450mhzcpu,64~128mb内存,8mb显存,6gb~8.4gb硬盘,15in~17in显示器,10mbps以太网(ethernet)网卡,ethernet接口。
6.医学影像诊断报告打印服务器:2台图像浏览终端兼作打印服务器。
7.激光打印机:惠普(hp)laserjet6lgold×2。
8.集线器(hub):d-linkde809tc,10mbps。
9.传输介质:细缆(thinnet);5类无屏蔽双绞线(utp);光纤电缆。
10.网络结构:星形总线拓扑(starbustopology)结构。
(二)软件
1.操作系统:螺旋ct、mri、aw工作站:unix;dicom服务器:windowsnt4.0server(版);图像浏览及诊断报告书写终端:windowsnt4.0workstation(中文版)。
2.网络传输协议:标准tcp/ip。
3.网络浏览器:netscapecommunicator4.6。
4.数据库管理系统:interbaseserver/client5.1.1。
5.医学图像浏览及影像诊断报告系统开发软件:borlandc++builder4.2。
6.医学图像浏览终端:gehwadvantageviewerserver/client1.01。
7.医学影像诊断报告系统:gehw医疗诊断报告1.0。
8.刻录机驱动软件:gear4.2。
(三)系统结构
螺旋ct、mri和aw工作站按照dicom3.0标准通过细缆连接到主干电缆(细缆)上形成总线拓扑结构的dicom网络;dicom服务器与各图像浏览及诊断报告书写终端通过双绞线以集线器(hub)为中心连接成星形拓扑结构的ethernet网络;二者再通过集线器连接成星形总线拓扑结构的pacs。螺旋ct、mri、aw工作站各自通过光纤电缆与激光胶片打印机相连,进行共享打印。本pacs由如下各子系统构成:
ct/i:gehispeedct/i;aw2.0:sunadvantagewindows2.0;mri:gesignahorizonlxmri;dicom:digitalimagingandcommunicationsinmedicine;ethernet网络:以太网络;t-bnc:同轴电缆接插件t型连接器;terminator:终结器;transceiver:收发器;utp:无屏蔽双绞线;thinnetcoaxialcable:细同轴电缆
1.数字化图像采集子系统:从螺旋ct、mri等数字化影像设备直接产生和输出高分辨率数字化原始图像至dicom服务器,供中心存储、打印、浏览及后处理。
2.数字化图像回传子系统:将中心存储的图像数据回传给螺旋ct、mri等数字影像设备,供打印、对比及后处理(三维重建等)。
3.医学图像处理子系统:在aw工作站及各图像浏览及诊断报告书写终端上进行调节窗宽/窗位、单幅/多幅显示、局域/全图放大、定量测量(ct值、距离、角度、面积)、连续播放和各种图像标注等。
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.
关键词: 倒车影像系统;图像传感器;OVERLAY;倒车轨迹;Imatest
Key words: reversing video system;image sensor;OVERLAY;reversing trajectory path;Imatest
中图分类号:U471 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)14-0027-03
0 引言
随着越来越多的电子信息技术如倒车雷达、倒车影像等系统应用到汽车上,驾驶员可以更轻松地停放自己的车辆。其中,一种能够实时的将车辆尾部的影像,距离障碍物的安全距离,倒车轨迹路径等信息提供驾驶员的系统近年来受到人车厂和驾驶员的高度重视。本文设计了可实现上述功能的倒车影像系统:以飞思卡尔的MCU为主机,接收CAN总线上的倒档信号和计算转角信号,发送指令到传感器进行图像采集。与此同时,传感器自动从FLASH中调取相关辅助线图片,并与采集到的视频一同显示在车载DVD上。
1 系统硬件结构
本系统是采用图像传感器的框架结构来进行设计的,包含的硬件模块有:图像采集模块、主机控制模块、电源模块。原理框图如图1所示。
当驾驶员挂R挡时,主机控制模块需要接收CAN总线上的转角信号,同时确定转角信号的方向,角度大小,根据相应“规范”转换成对应的图片索引ID,并发送相应的指令到ASX340,实现OVERLAY功能[3]。电源模块用来给系统各模块提供可靠供电,采用高效的DC-DC电源设计方案,考虑到摄像头体积的过小和散热问题,采用多级转换模式。1.2 主机控制模块 采用的MCU芯片型号为飞思卡尔的MC9S08DZ16[5],具有抗干扰能力强,功耗低,价格低等特点。工作温度为-40℃~125℃,属汽车级芯片,其内部集成了各种通信接口,如本系统中使用的IIC总线,CAN总线。其电路图如图3所示。
1.3 CAN收发器接口电路 TJAl040收发器提供了CAN控制器与物理总线之间的接口以及对CAN总线的差动发送和接收功能,如图4所示。
2 软件设计
2.1 轨迹线功能实现基础
ASX340图像传感器支持“OVERLAY”功能,其原理结构图为图5所示。
DMA/CPU先将预存在FLASH[7]中的原始图像数据调取出来,存储到内部五个缓存中的任意一个中,图像数据的显示是按层显示的,有四个动态显示层,能够实现多达4幅图像的同时叠加[6]。因此用户可以通过给FLASH加载预呈现帧来实现动态场景。
ASX340支持一种高电平命令控制-主命令接口[8],主机对ASX340通过IIC总线接口控制overlay功能,为了支持主命令同步,ASX340子系统支持一个带“门铃”的主命令寄存器,“门铃”用来中断嵌入式微处理器,这样能够做到主机命令后,系统固件能够立即执行。
2.2 轨迹线功能程序设计 轨迹线功能主要用于实时显示当前倒车状态的运行轨迹,当驾驶员挂倒挡信号时,主机控制模块首先对系统进行初始化,再获取CAN总线发送过来的转角信号,判断转角信号的方向和大小,将转角信号按相应规范计算得出与该角度对应的、预存在FLASH中的图片索引ID,再写相应的指令到图像传感器ASX340,ASX340会自动将对应的图片从FLASH中读出,通过OVERLAY功能,和视频信号进行混合,输出到DVD显示屏上。其软件流程图如图6所示(以右转为例)。
3 成像质量评测
目前车载摄像头行业没有统一的标准,基本通过目视的“直接观察”来评定成像质量。为此在设计本系统时,通过测试对比市场上多家摄像头产品,制定了如下标准。该标准已得到国内某些自主品牌车厂的认可。该标准中部分内容见表1。
3.1 分辨率测试 摄像头的分辨率是指摄像头解析图像的能力,本系统采用业界最具权威的ISO12233标准卡和解像力检测软件HYRes3_1,HYRes3_1是 CIPA 日本相机工业协会制订的检测标准。测试结果如图7所示。结果为359线对,满足要求。
3.2 色彩还原测试 该测试主要评定摄像是否能将所拍摄物体的颜色进行真实的再现。本系统在6500K标准光源条件下,通过GretagMacbeth Colorcheck和Imatest来进行测量[4]。
4 总结
文章介绍了基于Aptina ASX340的倒车影像系统的设计方法,图像质量的评测方法和标准。该系统利用Aptina ASX340本身自带的OVERLAY功能,使得系统设计简单,可靠性高,降低了设计成本。该系统已成功应用于多款自主品牌车型,其最终效果图如图11所示。
参考文献:
[1]陈烁华,冯桑.倒车辅助系统的技术发展[J].城市车辆,2009:36-38.
[2]操虹,卢荣胜,马程.基于ARM9的多路视频采集系统设计[J].现代显示,2009,100:42-45.
[3]MT9V129 Datasheet [EB/OL]. 2007. .
[4]Imatest Documentation [EB/OL]. 2009. .
[5]MC9S08DZ16 Datasheet [EB/OL]. 2010. .
[6]李富红,程永强,王丽辉.基于CMOS图像传感器MT9V136的OSD设计[J].[2010-07-19].中国科技论文在线,http:///releasepaper/content/201007-341.
[7]MT9V126 SPI Flash Contents Encoding Specification Datasheet[S][EB/OL]. 2008. .
[8]ASX340AT Host Command Interface Specification Datasheet[S][EB/OL]. 2011. .
【关键词】 影像诊断; 专家系统; 中枢神经系统
随着信息技术和人工智能的不断发展,专家系统在医学领域的应用逐步推广。但在中枢神经系统的影像诊断方面,较完整的应用尚未见报道,现将笔者在这一方面做的一些尝试介绍给大家,以供参考。
1 中枢神经系统影像诊断专家系统的背景
专家系统的任务是应用人工智能日趋成熟的各种技术,将专家的知识和经验以适当的形式存入计算机,利用类似专家的思维规则,对事例的原始数据进行逻辑或可能性的推理、演绎,并作出判断和决策[1-2]。
医疗专家系统最早成功应用的实例,是1976年美国斯坦福大学肖特列夫(Shortliff)等[3]开发的医学专家系统MYCIN,这个系统后来被视为“专家系统的设计规范”。此后的近四十年间,尤其是最近十多年,在网络互连技术、数据库技术、程序设计技术等信息处理技术的迅猛发展的推动下,专家系统技术的应用在广度和深度上都到达了一个新的高度,诊断的准确性或特异性均较传统诊断方法明显提高[4-8]。
目前在医学影像诊断领域内,专家系统在肺部结节定性、乳腺癌诊断及骨龄测定、骨肿瘤诊断等方面取得了不同程度突破。
2 设计原理
专家系统是基于知识的系统。一个完整的医学专家系统应由下列五个部分组成:数据库、知识库、推理机、解释接口和知识获取模块。数据库存放的是已确诊病例的临床和影像信息等数据集;知识库是用来存储已知的中枢神经系统疾病各种诊断信息数据以及各种诊断信息的发病概率;推理机是专家系统的思维机构,本质是一组程序,用来控制和协调整个系统,它通过输入的数据,利用知识库的原有知识按一定的推理策略解决所提出的问题;解释接口是用户与专家系统交互的环节,负责对推理给出必要的解释,便于用户了解推理过程,为用户向系统学习提供方便;人机接口主要用来完成输入输出工作;学习系统就是知识获取模块,它为修改和扩充知识库存的原有知识提供相应的手段,随着医学的不断发展和人类对疾病认识的不断深入,结合实践过程中总结出的经验和教训,程序设计者与临床医师间进行交流后可以通过学习系统来完成颅内疾病知识的完善和规则的修订,并输入知识库中。
当系统诊断一个疑似患者时,就可以将该患者的临床症状和影像信息通过人机接口输入计算机,推理机将这些资料与知识库当中的规则进行比对、匹配。处理的结果通过屏幕或打印系统提供给用户。
2.1 知识库的建立 系统各相关指标的设置是根据日常工作中,影像诊断医师的常规观察习惯,并结合各种CT征象在诊断中的权重来选取。主要有:发病部位(额叶、颞叶、顶叶、枕叶、小脑半球、脑干、基底节区、鞍区、桥小脑脚区、松果体区、侧脑室、三脑室、四脑室、脑膜、脊髓、颅骨以及跨多部位等)、病灶形态(圆形、类圆形、不规则形)、占位效应(有、没有)、平扫时病灶的密度(等密度、低密度、高密度和混合密度)、是否有钙化(没有、斑点状、条片状、完全钙化)、囊变、坏死(没有、小囊、大囊、多囊)、水肿(没有、轻度、中度、重度)、脑积水(没有、有)、强化程度(没有、轻度、明显)以及强化的特征(均匀、不均匀、厚环形、薄环形、开环形、壁结节强化等)、病灶境界(清楚、模糊)、病灶数量(单发,多发)等十二个CT征象,以及发病年龄、发热、智力障碍、功能障碍、外伤史、疫区生活史等临床指标信息,并建立每项影像特征的标准化选项。
根据各指标分别建立信息库,信息库包括每种疾病各指标的属性值及发生概率。各指标发生概率的系统初始值以目前学术界公认的概率为标准设置。在系统开始使用后,随着每一条随访记录的录入,系统通过后台的维护模块将自动调整各指标的发生概率。
2.2 程序编写 中枢神经系统影像诊断专家系统编程开发语言为VFP9.0,数据库管理系统软件为VFP9.0,操作系统为Windows。系统采用采用VFP9.0数据库和SQL技术。为了确保信息采集的准确性,系统采用下拉式选项框方式进行信息采集。按照影像专家日常分析图像的习惯,分步骤采集患者各种影像及临床信息。通过SQL技术获取符合上述特征的候选疾病,通过各参数在相关疾病的发病概率计算,得出可能的疾病,再结合关键性信息,得出最终的诊断结果,供影像诊断医师参考,见图1~2。
2.3 准确性验证 采用三甲医院有完整临床和影像学资料并经病理证实的术前误诊病例共173例,包括肿瘤、感染、中毒、外伤、血管、先天性、变性、代谢、脱髓鞘、遗传性病变等十大类疾病。测试方法:⑴由两名三甲医院副主任医师(第一组)共同阅片,根据经验进行讨论并达成一致,作出诊断;⑵由一名副主任医师(第二组)和一名住院医师(第三组)分别将上述病例的相关信息输入专家系统,记录所得结果。并分别对第一组与第二组 ,第二组与第三组进行准确率统计。
2.4 统计学处理 采用SPSS 13.0软件,对三组结果分别进行两组间 字2检验,以P<0.05为组间差异具有统计学意义。
3 结果
4 讨论
4.1 临床应用价值 医疗诊断是一项典型的专家任务。医学专家必须具有特定领域的知识和丰富的实践经验。而要培养一个医学专家既需要时间,又花费巨大。因此,开发特定应用的计算机辅助医疗专家系统就成为生物医学工程领域的一个热点课题。
医疗专家系统有许多吸引人的特征,如不像人类专家那样会遗忘或退休,专家知识可以不再受时间和空间的限制而得以永久保留并广为推广应用;专家系统的可靠性高;还可以综合多个专家的知识和经验,提高解决问题的能力。计算机辅助医学诊断系统是计算机技术在医学领域中应用的深化。利用专家系统技术来处理这些知识密集性的任务,可以将人们从重复和繁重的脑力劳动中解放出来,从事更富有创造性的工作。
国内专家系统在医疗领域的应用和发展相对来说规模较小、水平较低,应用范围也有限,这与我国计算机专业人员与医生缺乏交流等因素有关。通过从事计算机研究的专家和医学专家们的共同努力,特别是跨学科的生物医学工程人员的培养,相信专家系统必将在医疗领域得到更为广泛的重视和应用。
目前在医学影像诊断领域内,在肺部结节、乳腺癌诊断及骨龄测定等领域有部分应用。颅内病变诊断方面,2009年复旦大学医学院进行了基于模糊集的脑胶质瘤分级自动诊断方面的研究。1999年,北京神经外科研究所开发了鞍区及鞍上肿瘤计算机辅助MR影像诊断软件。而较为完整和全面的神经系统方面的专家系统,目前国内外文献均未见报道。
由于专家数量相对于患者数量以及医疗机构的数量仍然是明显偏少的,不少中、小型及偏远地区医院的医生或者经验不够丰富的年轻医生的误诊率偏高。本系统的实现与应用将有助于改善这种情况。
在本项目的数据测试中,未使用专家系统辅助诊断的准确率为37.57%(65/173),与文献[14]报道类似。这与大多数人的认识有很大差异,主要是因为测试中,仅以第一诊断作为判断准确率的依据,与日常工作中以常见病、多发病为主有所不同;另外,也与测试病例均为误诊病例有关。使用辅助诊断的两组的准确率分别为第二组63.01%(109/173)和第三组46.89%(81/173)。两组的准确率均较未使用软件辅助诊断的准确率高,其中第二组与第一组、第三组之间具有显著性意义,差异有统计学意义(P<0.05)。本系统通过逐步提问,引导医生全面、仔细阅片,通过及时反馈可能结果,可以拓展年轻医生的思路,对于提高基层医院和广大低年资医师的中枢神经系统疾病诊断水平有很大帮助。
4.2 关于推理机的设计 传统的医学诊断专家系统一般采用概率统计法,为解决医学活动中的不确定性知识,近来又发展出基于二元Logistic回归法、分类回归树及粗糙集等数据挖掘技术的模糊算法专家系统。影像诊断的特点是要全面分析病灶的各种信息,并密切结合临床信息,综合分析。本系统根据影像诊断的过程和特点,采用概率法与关键特征相结合的推理机制。相对于贝叶斯算法、二元Logistic回归法、分类回归树及粗糙集等数据挖掘技术的模糊算法,本系统有实现相对简单,紧密联系临床等优点。
4.3 自我学习功能 自我学习功能是提高专家系统自我更新、自我完善能力的重要途径。常见的专家系统推理方法,如贝叶斯算法、二元Logistic回归法、分类回归树及粗糙集等数据挖掘技术的模糊算法,需要具有专业知识的人员定期进行数据的重新训练、挖掘,无法实现用户对软件在后期应用中的自我更新、完善。本系统初步具备了自我更新、自我完善的能力,通过知识补充模块,可以添加系统原来无法诊断的疾病,也可以补充原本不完整的知识信息,并且,随着数据库中样本数量的不断扩大,学习程序可以通过每一个随访病例的录入,自动调整各种指标属性值的发病概率,以达到自我学习,自我完善的目的。
4.4 目前存在的不足之处 虽然,使用软件的第一诊断准确率高于常规组,但仅有63.01%。造成第一诊断准确率偏低的原因有以下可能性:所选病例为术前误诊的疑难病例;软件对某些征象的描述、分类不够细化;属性赋值不够精确;软件使用者对一些影像征象的观察不够准确。随着对影像征象的分类、描述更趋合理,系统搜集的确诊病例不断丰富,以及医务人员对影像资料解读的不断提高,软件的诊断准确率必将进一步提高。
计算机辅助诊断是影像诊断学发展的方向之一。将来,随着计算机辅助诊断与图像处理、PACS系统等技术融合,专家系统的临床应用范围将进一步扩大。本系统希望能为这方面的工作做一些有益的尝试。
参考文献
[1]俞思伟.医学专家系统的设计原理与实现方法[J].医学信息,2002,15(6):346-349.
[2]韦晓虎,郑虹.基于事例推理的医学诊断专家系统[J].玉林师范学院学报,2006,27(3):179-180.
【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)10-0238-01
骨内淋巴造血系统肿瘤大致可分两类:骨髓瘤和淋巴瘤。骨的原发淋巴瘤约占恶性骨肿瘤7%,占结外淋巴瘤的5%。有学者统计淋巴瘤患者其中16%会发生骨累及。基于骨内淋巴造血系统肿瘤较少见,而且淋巴造血系统肿瘤分类复杂,临床医学生不能很好地理解掌握。以下本人将以举例的方式,讲解如何将临床―影像学―病理学结合在骨内淋巴造血系统肿瘤教学的应用。
一、多发性骨髓瘤和浆细胞瘤 多发性骨髓瘤是一种成人常见的骨肿瘤。在西方国家,发病率占原发恶性骨肿瘤的40%以上。临床特点:发病高峰在50-70岁,男性多发。多以疼痛为主诉。疼痛的部位变化多样但通常位于骨盆、脊柱和胸廓。一般白天明显,卧床可以缓解,负重、活动可加重疼痛。低位的后背疼痛常隐藏多发骨髓瘤。仅有10%的病人有软组织肿胀。患者常伴有全身症状,包括乏力、体重减轻、贫血、血小板减少、周围神经病变(尤其是骨硬化型多发性骨髓瘤)、高钙血症及肾衰竭等。病理性骨折相对常见,常累及非承重骨,尤其是第5-12肋骨。除血常规、血生化检查以外,肿瘤分期检查包括全身骨骼检查和骨髓活检。偶尔需行骨病变部位的活检来确诊。影像特点:多骨髓瘤特征性表现为大量显著的溶骨性“筛孔状”骨质破坏伴随很少的或没有周围骨反应,而且骨皮质变薄。由于缺乏反应骨,多数病变骨扫描为阴性。有时也表现为明显的骨膨胀,形成充气样改变。病理特征:骨骼损害的外观变化多样。最多见的是髓腔广泛被明确界限、融合的、凝胶状、暗红色或棕色的小肿瘤结节所代替,结节大小约3cm左右。极少数病例中可看到骨髓中界限清楚的肿瘤结节和散在的未受侵区域。扩散的骨髓瘤细胞代替了正常的骨髓并破坏了附于骨皮质上的骨小梁,受侵的脊柱变酥脆以至于活检时椎体很容易被压碎取出,又称“软骨病”。镜下表现浆样细胞弥漫性增生。骨内有大量淀粉样蛋白(除长期血液透析患者外,骨内存在淀粉样蛋白,通常即可诊断为骨髓瘤)。单发性浆细胞瘤在病理上需要浆细胞丰富的慢性骨髓炎相鉴别,免疫组化浆细胞瘤显示为κ或λ轻链,而慢性骨髓炎的浆细胞则是多克隆的。并且骨髓瘤细胞染色通常自然杀伤抗原CD56呈阳性,而反应性浆细胞瘤呈阴性。大多数骨髓瘤病例依靠临床和实验室资料结合影像学检查和骨髓穿刺涂片的细胞学检查就可以作出诊断。浆细胞性骨髓瘤临床诊断标准如下:
A 诊断至少需要1项主要指标和1项次要指标,或3项次要指标(必须包括第1和第2项),这些指标必须十分明显的发生在一个有进行发展症状的病人。
B 主要指标:①骨髓浆细胞增生(>30%)②骨髓活检为浆细胞瘤③M-蛋白,血清IgG>3.5g/dl ,IgA>2g/dl,尿本―周氏蛋白>Ig/24hr。