影像后处理技术的研究及其在X射线影像优化中的应用

2018-05-17王坤生白景珍天津市宝坻区人民医院天津301800

中国医疗器械信息 2018年8期

王坤生白景珍天津市宝坻区人民医院（天津 301800）

近年来，随着医学技术的不断进步和发展，影像后处理技术的种类越来越丰富，且大部分都已经广泛应用到了X射线影像的优化之中，常用方法包括比度增强、平滑、锐化、伪彩色增强等[1,2]。大量研究[3,4]证实，相较于原始图像，经相关影响后处理技术处理之后的图像其视觉效果明显更强、图像质量明显更高。但同时也有大量实例研究表明，任何一种影像后处理技术方法都有其不同的优缺点，为保证其能够充分发挥在优化X射线影像中的作用，就必须以原始图像为依据，从成像目的、影像的特点以及各种后处理方法的自身特性出发，选择合适的后处理技术和后处理方法，有必要时，甚至可以把几种后处理技术或者方法结合起来，使它们之间取长补短，以保证更好地显示影像的特征，得到最佳的增强效果。基于此，本研究以本院收治的部分骨折患者为对象，具体分析探讨了影像后处理技术的研究及其在X射线影像优化中的应用效果，现报告如下。

1.资料与方法

1.1 临床资料

以本院2016年10月～2017年4月期间收治的200例骨折患者为对象，所有患者在参与研究前对于本次研究内容均有所了解，并自愿签署知情同意书。200例研究对象中，男性患者128例，女性患者72例，患者平均年龄为（31.62±3.17）岁，所有患者均无系统性疾病，满足本次研究标准。

1.2 方法

在对200例骨折患者进行X射线影像之前，首先对患者行健康宣教和心理干预，详细告知患者拍摄过程中的有关注意事项，获取患者信任，以确保患者能够严格遵照医嘱进行相关配合；与此同时，对于情绪波动剧烈的患者，为防止患者过度波动的情绪对最终的检查结果造成负面影响，对其进行必要的心理干预，待其情绪稳定后再展开进一步的拍摄和检查。

实际拍摄过程中，依据患者具体的骨折部位选择合适的拍摄体位，然后依照院内要求和系统要求常规拍摄即可；拍摄完毕后，根据原始图像的特点，选择适合的影像后处理技术对图像进行优化，如直方图均衡处、巴特沃思高通滤波、对比度增强、Lapalace算子锐化处理等。

处理完毕后，将得到的图像随机排序，然后交由3位临床经验丰富的影像诊断医师对其进行观察并依据观察结果做出诊断，最后要求其对原始图像质量和处理后的图像质量进行评价，主观评价采用双盲法，由分值代表图像质量的优劣，分值越高，则图像质量越高。3分表示较好、2分表示一般、1分表示较差。

1.3 观察指标

从空间分辨率、图像细节表现、对比度等方面对患者的原始图像和后处理图像进行对比分析。与此同时，对3位影像诊断医师的评分结果进行统计，计算平均值。

2.结果

2.1 处理前后图像特点比较

通过对200例患者的X射线片进行观察和分析后可以发现，相较于未经处理的原始图像，经过相关技术后处理的图像具有以下特点：第一、空间分辨率更高；第二、对比度更高，图像更加清晰、锐利；第三、图像细节更突出，图像内容更完整。现将1位较典型患者的图像结果摘录如下：

该患者为胫骨下段斜形骨折，在下面所展示的图像中，图a为原始图，通过该图像，可以发现影像的灰度分布较为均匀，但不足在于分辨率低、灰度级差小且影像重叠现象严重，肉眼能分辨的灰度级仅为10级左右，这无疑给医生的临床诊断带来了较大挑战，因此需要借助一定的增强手段和相关后处理技术来进一步优化图像，以更好的辅助诊断。考虑到原始图形灰度分布较为均匀的特点，初次处理时直接选择了经直方图均衡处理的方式，处理后的图像见图像b，通过将其与原始图a比较可以发现，图像对比度有所增加，但就肉眼来看，图像效果仍未很理想。鉴于此，在图像b的基础上进一步的对图像进行了高通滤波处理，处理后的图像为图像c，相较于原始图以及图像b，图像c不仅能够清晰显示主要图像边缘，同时灰度范围较大、图像对比度较高、细节观察敏感度较好，能够十分精准的显示患者右腿斜形骨折处表现，完整展示病灶。

图a. 原图

图b. 直方图均衡

图c. 高通滤波处理

2.2 医师对图像质量的评分比较

在医师对图像质量的评分的比较上，后处理图像评价为较好的图像比例明显高于原始图像（P＜0.05），见表1。

3.讨论

X射线具有穿透物体的能力以及感光、荧光和电离作用及热效应，自其被发现以来，人们无论是在理论还是工程开发方面都对其进行了大量的工作并在其中取得了极大的成就，截至目前，许多诊断、治疗和科学研究用的X射线医学影像设备以广泛应用到临床医学之中[5]。

传统上，X射线成像技术主要是指采用模拟技术的X射线透视和摄影，使用其进行临床疾病的辅助诊断具有时间分辨率好、空间分辨率较高、操作简单、费用相对低廉等优势。但不足在于，对于部分疾病的诊断，所获得的图像分辨率较差、清晰度较低，影像质量较难以令人满意。鉴于此，相关学者提议使用相关后处理技术对X射线影像进行优化，以进一步提升影像质量、发挥其在辅助疾病诊断中的作用[6]。

本次研究中，后处理图像其在空间分辨率、对比度、细节表现以及内容展示等方面均明显优于原始图像；此外，在医师评分方面，后处理图像被认为图像质量较好的比例显著高于原始图像（P＜0.05）。研究结果表明，采用影像后处理技术对在X射线影像进行优化是切实可行的，其可有效弥补X射线原始影像动态范围宽、重叠度大、噪声高、数据量大和对比度差的缺陷，进一步还原病灶真实表现，为临床疾病的诊断降低难度。

综上所述，影像后处理技术在X射线影像的优化中有较好效果，是提高图像质量的有效途径。