基于MATLAB联合MIMICS的医学图像处理方法分析

陈展鳞

关键词;MATLAB;MIMICS;医学图像处理

现代科学技术的发展促进了当前医学诊断的进步，多种影像学诊断仪器应用于临床诊断当中，对于提升疾病诊断准确性有重要意义。在应用现代化医疗设备对患者身体进行检查后，需要利用相应的技术对医疗设备采集的患者图片信息进行处理，将患者信息转换为图片信息，让医生能够根据图片判断患者的病情，实施精准医疗。因此，医学图像的处理对于醫学发展而言意义重大。从这一角度看，提升医学图像的处理速度以及处理精度，就能够提升后续的医疗处理工作效率及质量。基于此，本研究针对医学图像处理方法展开研究。

1.医学图像处理的重要性

医学图像处理是医疗工作机医学研究中的一项重要工作，其主要包括医学图形基础分析、医学图像增强技术、图像分割技术、医学图像配准技术以及医学可视化技术[1]。利用相关技术，对医学图像做良好处理，能够为后续医疗处理、医学研究等工作的开展奠定基础，其重要性主要体现在两方面：

从医学研究角度而言，其所需要的研究样本信息需要图像采集，在图像采集完毕之后需要使用图像基础处理技术以及图像的基础环节完成图像的分析工作，从而做到图像的良好处理，确保医学研究更加精准合理。

从医学医疗工作展开角度而言，医学图像处理能够辅助医学诊断以及医学治疗工作（手术）的开展。一方面，医疗诊断工作展开中需要利用先进的仪器设备进行患者信息采集，对患者病态器官及周围组织的图像进行采集，并经过必要的图像处理，如：图像分割、图像融合以及图像三维可视化处理，实现图像的良好分辨，便于医疗工作者对病变位置进行分析和观察，从而了解到患者的诊断情况，做好医疗工作。另外一个方面，通过图像处理也能够辅助医疗手术的开展，在手术开展前，医疗工作者可以通过清晰、精准的图像，确定手术方案，完成手术准备，从而确保手术展开事半功倍，极大程度上提升手术成功概率;手术中可以参考医学图像处理结果，精准手术及治疗。

2.MATLAB与MIMICS在图像处理中作用

MATLAB与MIMICS软件都是现代医疗工作展开过程中常用的图像处理软件。以下对两种软件的主要功能予以介绍：

2.1MATLAB软件在图像处理中的作用

MATLAB医学图像处理模块，是现代医学图像处理中常见的软件工艺模块，该软件中文全称为“矩阵实验室”图像处理，是由美国公司研制推出的数值计算、模型计算以及图像处理的有效医学软件模块[2]。该软件在实际的应用过程中，主要有图像处理功能、数据可视化图像优化功能、图像数值分析功能等，同时也能够实现数据建模仿真以及人际交互，通过图像处理程序的良好设定，实现图像图形的良好处理。MATLAB医学图像处理模块仪器独特的优势在当前医学图像处理中应用，对于现代医学处理有非常重要的作用，主要体现为：（1）MATLAB医学图像处理模块具有图像运算功能，能够将医学图像碎片化以及模型化，利用内部的逻辑运算模型对医学图像进行全面的处理，提升医学图像的处理效果。（2）MATLAB医学图像处理模块具有医学图像专用的特点，适合在医学领域的所有图像处理中应用，因为其在图像处理以及数据储存过程中，采用是专用医学图像格式，在其进行图像处理中，不需要经过格式转换就能够完成直接的图像处理，极大程度上提高了医学图像处理的效率性。（3）MATLAB模块应用过程中，也具有便利性特点，系统本身带有GUI模块，能够实现图片的美观化处理，根据医疗使用者需求或者客户观察需求将图片全部或者部分区域进行美观，从而实现图像的良好操作。

MATLAB医学图像处理软件俱进发展已经达到30年左右，从整个模块的应用效率而言，其图像处理效率和精度都非常高。但是由于软件在图像处理中，需要做好数据模型设计以及数据计算，则需要采用逻辑编程进行软件处理，所以导致普通医师在自主研究过程中，很难做好软件编程控制，使用起来有不够方便的地方，影响到该软件的使用推广效率。

2.2MIMICS软件在图像处理中的作用

MIMICS软件也是现代医学发展中常用的一种图形处理软件，是由比利时公司发明的一种新型图像处理软件，对于现代医疗图像处理软件发展应用有非常关键的作用，能够最大程度上提升医疗软件的良好效果，也能够提升医疗软件的工作运行质量[3]。MIMICS软件是一种医用和商用双向的图像处理软件，该软件在使用过程中能够以最快的速度导入CT、MRI等断层数据，利用阙值和形态学计算方法完成对图像的分割和核算，并且利用三维重建方法完成对图像的良好处理。图像三维重建功能是MIMICS软件最为独特的功能之一，除此之外，此种处理技术还具有以下作用：（1）MIMICS软件具有图像导入转换处理的功能，能够将图片信息、数据信息或者医学影响信息导入到软件当中，从而实现了图像导入的良好核算，对于图像的运算处理也有非常关键的作用，最大程度上提升图像处理的方法。（2）MIMICS软件具有多种医学图像处理功能，可以实现医学图像的良好处理。如，该软件具有良好的图像分割、图像可视化、图像配准、图像测量等模块，能够实现图像的全面处理，通过全面的图像处理，确保软件图像的处理工艺应用更加合理，最大程度上提升医学图像的综合处理效果，最大程度上保障图像处理质量。（3）该软件对于医学手术的良好展开也有非常积极的作用，在其进行医学图像处理中，能够利用该软件完成手术环节的模拟，通过模拟完成手术流程优化，极大程度上提升了手续成功率。

MIMICS软件是功能更加完备的图像处理软件，与MATLAB医学图像处理模块相比，该软件的使用更加方便，不用使用程序设定就能够完成医学图像处理，简化了使用流程。但是从图像处理功能角度而言，MIMICS软件比MATLAB医学图像处理模块要少，并且处理效果也比较差。MIMICS、MATLAB均具有自身应用优势，在医疗图像处理中发挥重要作用，但也均存在不足。所以在现代医学发展研究背景下，要求在当前医疗医学图像处理过程中，应该注重两种软件的结合，确保医学图像处理应用更加积极合理。理论上，两个软件的结合应用对于现代医疗图像处理工作有非常积极的作用，也能够最大程度上提升医学图像处理效果，更好的服务于医疗工作的开展、医疗研究。所以在现代化医疗工作展开中，应该积极探索两种软件的联合应用。

3.基于MATLAB联合MIMICS的医学图像处理方法及实例应用

MATLAB医学图像处理模块和MIMICS在相互应用过程中都具有一定的弊端，并且两个软件从功能角度而言具有互补性[4]。所以，在现代医学图像处理工作展开过程中，可以尝试采用两种软件结合处理的方法进行医学图像处理。利用MATLAB软件完成DICOM图像转换以及基础图像处理，并且利用软件完成后续的图像处理，从而实现了医学图像的良好整理，也能够最大程度上提升医学图像处理效果。本文进行研究过程中，针对A医学研究中软骨与骨骼密度的医学图像进行处理，利用MATLAB联合MIMICS软件进行医学图像处理，取得了良好的图形处理效果。以下为两个软件的结合应用分析。

3.1 MATLAB的应用

MATLAB软件具有良好图像处理功能，所以在二者进行结合应用过程中，采用该软件进行基础的图像处理功能。在其使用过程中，主要包括以下几方面要点;

（1）使用流程分析

MATLAB模块在本次图像处理中应用先使用软件将DICOM图像转换为基本的JPG和BMP格式、通过格式转换完成，确保后续的图像处理更加简单。第二步根据图像的具体需求完成平滑去噪。平滑去噪完成之后再根据精度需求完成锐化处理。最后，做好边缘检测提取，通过合理的工艺提取控制，确保MATLAB模块的图像处理更加精准。

（2）各流程具体要点研究

①图像去噪。在本次医学图像处理中，还应该做好图像的增强和去噪。其中图像增强是指在医学图像处理中，主要是处理图像和背景之间的图像关系，在整个图形中更突显软骨的颜色、软骨形状，在实际的增强中直方图修正法、对比度拉伸变换函数法都是常用的方法。而图像去噪主要是利用空域方法减少图像传输期间，信息干扰造成的模糊环问题，提升图像的高精度，实现对图像平滑处理，提升图像辨识图。

②锐化处理。锐化处理也是当前医学图像处理中应用的重要途径，对于现代医学图像的有效处理有非常关键的作用。医学图像在初次传输过程中，质量相对比较低，即是做完一次降噪之后，图像处理依然相对较差，所以在利用MATLAB软件进行图像处理过程中，应该完成图像处理的有效管控，提升图像处理方法。在实际的图像处理实施中，要求落实好各项图像处理管控工作。本次医学图像的锐化处理方法选择应用Laplacian 算子方法进行锐化操作。A完成数量化的锐化，保持阴影和噪声点，要求数值在50左右。B“半径”决定应用锐化影响的像素数量，细节精细的用小半径，细节粗大的用大半径，一般使用1.0像素即可，尽量不要超过2.0像素。通过锐化操作，进步提升图像质量[5]。

③边缘检测提取操作。使用MATLAB模块的最后一个操作步骤就是边缘检测提取操作，通过边缘提取操作工作展开，确保边缘提取操作实施更加合理，也能够最大程度上提升边缘操作的应用效果。边缘操作主要是为了实现边缘轮廓的提取，让图像更加清晰可见。实际的操作过程中利用MATLAB模块的Canny 算子、 Roberts 算子、Sobel 算子、Prewitt 算子、等边缘操作方法进行边缘提取操作，实现边缘操作的有效管控，提升图像处理效果。以下图1为MATLAB模块操作的图像变化情况。

3.2 MIMICS的应用

（1）使用流程分析

在本次进行医学图像处理中，也完成了MIMICS图像模块的应用，在该图像模块下应该做好的图像的综合管控处理，确保图像技术的应用合理。在进行图像处理实施中，主要包括以下几个步骤;

①使用MIMICS软件根据处理后图像完成图像自适应度阙值分割、实现图像的后续基础处理工作。

②使用MIMICS软件根据处理后图像完成区域生长处理。

③使用软件完成医学图像三维重建工作。

④使用软件完成三维图像修补工作。

（2）各流程具体要点研究

①图像自适应图阙值分割。也是根据相应的阙值进行图像分割处理。如，将图像进行合理分割，分割内容分别为图像形状、图像颜色、图像纹理等多方面内容，通过分割处理后研究着能够对图像信息进行更加细致的研究分析[6]。

②完成区域内的生长处理，采用MIMICS软件完成区域内的图像信息生长处理，对于图像处理有非常重要的作用，能够最大程度上提升图像处理效果。对图像缺陷部位进行在生长处理。

③完成MIMICS软件的三维重进。三维重建功能是该软件的主要特点，将图像三维化，更能够让使用者清晰的了解到图像的三维立体环节，对于图像的后续处理也有非常积极的作用。以下图2为MIMICS软件三维重建效果图。

总结

探索理想的医学图像处理方法对于推动临床诊疗及医学研究进一步发展均具有重要意义。MATLAB和MIMICS均是医学图像处理中常用软件，本研究将两者联合应用，发现利用两种软件的不同特点，能够实现对医学图像的良好处理，实现图像的三维化处理，确保图像处理更加有效。希望本次研究能够对医学图像处理方法的选择有所帮助。

参考文献：

[1]董默，周鸿锁，赵若晗，等.基于MATLAB和MIMICS联合应用下的医学图像处理方法研究[J].软件，2019，40（6）：4-4

[2]闫洪波，王梦薇，徐洋，赵蓬勃，刘霈.基于Matlab GUI的医学图像处理仿真系统设计[J].计算机应用，2020，40（S1）：226-230.

[3]苏奎，赵若晗，刘博强，等.基于Mimics的CT三维重建应用分析[J].软件，2020，41（3）：3-3

[4]林思齐，熊永新，姚伟，等.基于MATLAB/Simulink的新一代电力系统动态仿真工具箱[J].电网技术，2020，44（11）：11-11

[5]张程宾，韩群，陈永平.基于MATLAB的传热学课程虚拟仿真实验平台设计[J].实验技术与管理，2020，37（01）：132-136.

[6]冯诗韵，王飞儿，俞洁.基于Matlab软件自动化求取参数的HEC-RAS模型构建[J].環境科学学报，2020，40（2）：8-8