基层医院医学图像处理系统研究与实现

论文摘要

随着医疗信息化技术的发展,越来越多的医院通过使用图像存档和通信系统（Picture Archiving and Communication System,PACS）和医院信息管理系统（Hospital Information System,HIS）逐步实现了医学图像处理的数字化,包括医学图像的获取、显示、存储、处理和管理等。但是,目前在一些基层医院中,现有的医疗设备处理医学图像的能力非常有限,影响了医师的诊断,另外,基层医院中现有的医疗设备数字化程度低,医院的管理系统不完善,完全实现PACS和HIS不太现实,因此,为了适应这些现有条件,一个针对医学图像特点进行分析和处理,辅助医生进行诊断的系统显得非常必要。本文设计的医学图像处理系统应用在基层医院,主要用于医疗放射图像和病人信息的实时采集及处理,目标是全面解决医学图像的获取、显示、存储、处理和管理等问题。本文针对医学图像的特点,分析医学图像获取、图像显示和处理、检索等技术,并结合国内基层医院在医学图像处理方面的应用情况,设计实现了一个满足基层医院医疗实践需要的医学图像处理系统。该系统主要由两个部分组成:一是图像处理部分,包括医学图像采集、图像变换与增强、图像伪彩编码、图像标注与测量以及基于Water-Fill算法的医学图像检索等模块;二是数据管理部分,系统采用了开放式报表模板以及数据存储和备份技术,有效地实现了医学图像数据的管理。系统使用微软Visual C++ 6.0作为开发平台,采用统一建模语言（UML）的方法对整个系统的实现进行了分析和设计,保证了分析和设计过程的有效性和标准化。通过对该系统各功能模块的测试结果表明:系统的图像处理模块能够较好地满足医师对医学图像处理的要求,处理效果良好,并且通过基于内容的图像检索技术,系统还实现了对医学图像的检索。另外,数据处理部分实现了医学信息的输入、处理、存储、管理能力,能较好满足对医疗图像数据的管理要求。总之,本系统能较好地对医学图像数据进行处理、分析与检索,有效地提高了医师在医学图像处理方面的工作效率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外图像存档和通信系统（PACS）的研究进展
• 1.2 本论文的选题及研究内容
• 第二章 医学图像处理基础技术
• 2.1 医学图像的获取
• 2.1.1 PACS 中DICOM 医学设备数据的获取
• 2.1.1.1 DICOM 标准简介
• 2.1.1.2 DICOM 信息模型
• 2.1.1.3 DICOM 的通讯系统结构
• 2.1.1.4 DICOM 的通信过程
• 2.1.2 基于视频的医学图像处理获取
• 2.1.2.1 VFW 的作用和体系结构
• 2.1.2.2 PACS 中非DICOM 医学设备数据采集
• 2.2 医学图像的处理
• 2.2.1 医学图像的伪彩色处理
• 2.2.2 医学图像的标注与测量
• 2.2.3 超声医学图像的分割
• 2.2.3.1 图像的预处理
• 2.2.3.2 局部自适应阈值分割
• 2.2.3.3 图像区域标记和假区域消除
• 2.3 医学图像检索
• 2.3.1 基于内容的医学图像检索（CBIR）
• 2.3.1.1 国内外CBIR 技术发展与应用情况
• 2.3.1.2 基于内容的图像检索技术在医疗上的应用
• 2.3.2 基于Water-Fill 的医学图像检索
• 2.3.2.1 基于Water-Fill 的医学图像检索系统结构
• 2.3.2.2 医学图像边缘特征的获取
• 2.3.2.3 基于Water-Filling 的医学图像结构特征提取
• 2.4 本章小结
• 第三章 系统的分析与设计
• 3.1 统一建模语言（UML）简介
• 3.2 系统需求分析
• 3.2.1 系统应用调查
• 3.2.2 系统需求分析
• 3.2.3 系统用例分析
• 3.3 系统总体设计
• 3.3.1 设计原则
• 3.3.2 研究目标
• 3.3.3 拓扑结构
• 3.4 管理程序设计研究
• 3.4.1 流程管理
• 3.4.2 输入管理
• 3.4.3 打印管理
• 3.4.4 数据库管理
• 3.5 本章小结
• 第四章 系统的实现
• 4.1 医学图像获取模块
• 4.1.1 DICOM 实现
• 4.1.2 视频图像采集
• 4.2 医学图像图像处理模块
• 4.2.1 医学图像伪彩色
• 4.2.2 医学图像标注和测量
• 4.3 医学图像检索模块
• 4.4 本章小结
• 第五章 系统的测试与分析
• 5.1 测试环境
• 5.2 测试所用的数据
• 5.3 测试步骤与内容
• 5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者攻硕期间取得的成果