医学DICOM图像的处理与辅助测量系统
2014-10-21王安丁晓迪任付杰冮雪竹
王安 丁晓迪 任付杰 冮雪竹
摘 要:DICOM标准是现代医学图像保存和传输的国际通用标准,由于其图像格式特殊无法在Windows平台下直接显示和进行参数测量分析。系统采用LabVIEW的运动与视觉模块和DICOM控件进行开发,首先对DICOM图像和图像中的患者身份信息等进行提取显示,然后对图像进行相应处理,提高图像质量,最后通过鼠标点选的方式实现图像中参数测量。
关键词:DICOM图像;图像测量;图像处理
中图分类号:TP391.41
DICOM是一种现代医学图像成像保存和通信的国际化标准,被广泛应用于计算机断层扫描、核磁共振等检测后的医学图像保存与传输当中[1]。由于其保存格式特殊,同时内部包含多种信息,无法借助于通常看图工具在Windows平台中打开,更无法对其进行图像处理和数据测量[2-3]。为了帮助医疗工作者更好的分析DICM图像,完成对图像中距离、周长、角度、面积等参数的有效测量。开发一套DICOM图像的显示、处理以及测量系统具有较强的实际应用价值。
1 系统总体设计
系统采用LabVIEW的运动与视觉模块和DICOM控件共同进行开发。包括图像和病患信息显示、图像处理、参数测量和格式转换保存等功能。其功能结构如图1所示。
2 系统具体功能与实现
2.1 DICOM图像显示功能
DICOM的信息不仅包括多帧的图像数据,还包括病人基本信息、研究层次信息、图像生成设备型号、医院等大量文本信息等。
系统首先通过调用OpenFile属性将DICOM文件导入到系统的内存中,利用DICOMPatientName、DICOMPatientBirthDate、DICOMPatientSex等属性节点对患者姓名、性别、生日等信息进行直接提取与显示。通过调用ImageCoryImageToClipboard属性将DICOM图像的像素信息复制到剪切板中,再送到图像窗口进行显示。
2.2 图像处理功能
图像处理的目的是进一步的提高图片质量,方便后续对图片中的参数进行测量。图像的处理功能共包括四个部分:图像增强、图像去噪、图像二值化和图像边缘检测。
2.2.1 图像增强
医学图像在采集成像时的曝光不充分和过度,以及设备的非线性等问题下会产生图像对比度不足,为了提高其图片可见性,此处采用了灰度均衡化的方法对图像进行灰度拉伸。
2.2.2 图像去噪
医学图像在没有经过处理的情况下,都会存在一定程度的噪声。系统利用图像处理模块中的filters函数,构建中值滤波器,滤除图像中的椒盐噪声。
2.2.3 图像二值化
为了方便图像测量,需要对得到的8比特的灰度图像进行了二值化处理。系统采用AutoBThreshold函数,通过自适应方式获取图像阈值,进行二值化处理。
2.2.4 图像边缘检测
图像的边缘包含许多的特征信息,有效的提取图像中的边缘轮廓,可以帮助医生更好的观察图像中的组织形态。系统采用canny算子进行边缘检测,其得到较多的图像边缘细节信息。
3 参数测量功能
系统的测量功能包括:真实距离和像素距离比例尺设定、两点间距离、三点或两直线间的夹角以及闭合区域面积的测量。
3.1 比例尺设定
通过DICOM控件的属性函数可以得到DICOM文件中图像的长度尺寸,利用运动视觉模块中的GetImageSize函数可以提取到显示图片的长度,两者的比值就是所设定的比例尺。
3.2 距离测量
距离测量时首先通过鼠标在图片上点选两个端点,然后利用欧式公式计算两像素点间距离,再利用比例尺将像素距离转换成真实距离进行显示。
3.3 角度测量
角度测量通过鼠标选择所要测量的角度的三个顶点,系统将三个顶点值保存在一个一维数组中,利用IMAQ Get Angles函数完成角度计算。
3.5 面积测量
面积测量首先对图像进行二值化,再利用鼠标选择测量目标,将目标区域转换成掩膜,利用粒子分析模块对掩模内的像素进行统计,得到像素面积,再利用比例尺将其转换为真实面积。
3.6 图像保存功能
图像测量完成之后,系统利用Writer File函数实现对处理后图像的保存,保存的图像类型由手动方式选择保存。
4 结束语
文章应用图像处理技术设计了一套医学辅助测量系统。该系统基于Labview视觉处理模块和DICOM控件编写,通过其提供的图像处理和检测函数,运用基本测量算法完成了对于医学图像中常见的距离、周长、角度、面积等参数的测量,可以满足医生在临床中的实际需求。
参考文献:
[1]杨波,朱新亚,王健琪,王海滨.医学图像计算机辅助测量系统的设计[J].第四军医大学学报,2001(05):478-479.
[2]陈念年,李波,蔡勇.医学图像的计算机辅助测量[J].西南科技大学学报,2004(01):42-45.
[3]王加俊.基于乳腺X线图像的计算机辅助诊断方法研究[D].苏州大学,2014:1-40.
作者简介:王安(1984-),男,回族,安徽安庆人,讲师,工学硕士,研究方向:生物医学图像处理和计算机视觉。
作者单位:佳木斯大学 信息电子技术学院,黑龙江佳木斯 154007
基金项目:佳木斯大学大学生科技创新自然科学面上项目(项目编号:XS2013-122);佳木斯大学教育科学研究面上项目(项目编号:JYLB2012-009);佳木斯大学教育科学研究面上項目(项目编号:JYLB2012-004)。