医学影像信息学论文范文大全

医学影像信息系统最初是从处理放射科的数字图像发展起来的。医学影像信息系统的前身是医学影像存档与通信系统（PACS，Picture Archiving & Communication System），最先推动PACS发展的动力来自于传统的相机厂家。这是因为当数字化浪潮到来的时候，他们首先就意识到这对他们的产品是一个不可逆转的巨大的冲击。 他们对各个厂家的设备连接能力有着最为清楚的了解；但作为传统的机械制造商，他们的计算机技术不够充足，对图像设备及图像处理也不够了解。最初，许多设备制造商对开放的网络连接时有很大的抵触情绪。因为他们认为这是意义不大，并且对他们的利益有冲突，更深层的原因在于他们没有意识到，已经落在了信息技术发展的后面；更不了解，信息技术会给医疗影像行业带来什么。随着计算机软硬件技术、多媒体技术和通信技术的高速发展以及医学发展需求的不断增长，PACS 标准化进程不断推进，尤其是ACR-NEMA(American College of Radiology & National Electrical Manufactures ′ Association，美国放射学会和美国电器制造商学会)DICOM(digital imaging and communications in medicine ，医学数字成像和通信标准)0标准的普遍接受，目前的PACS已扩展到所有的医学图像领域，如心脏病学、病理学、眼科学、皮肤病学、核医学、超声学以及牙科学等。PACS所包含的内容和能力已超越这一名词原来的含义，现在一般提到的PACS普遍是指包含了放射科信息系统（RIS，Radiology Information System）和医学影像存档与通信系统（PACS，Picture Archiving & Communication System）的医学影像信息系统。 PACS医学影像信息系统的技术发展主要体现在下列几方面：1、 内部存储格式标准化为DICOM0目前几乎所有欧美先进PACS厂家都用正式DICOM0文件格式来储存图像。设计旧一点的PACS还用ACR-NEMA0或SPI，只有很老的PACS才用到厂家自己定义的格式。用DICOM0格式有许多好处，其中一条是今后要更换PACS时不必找旧PACS厂家来转换数据。更重要的是用DICOM0文件格式可以随时加影像模式、加减和更改图像文件的内容。而传统的固定字段长度图像格式要添些东西就要全盘改动。2、 采纳标准压缩算法来压缩图像文件。新一代的PACS大多采用DICOM支持的标准压缩算法，如JPEG、JPEGLossless、JPEG2000、JPEG-LS和Deflate等。厂家用自定义算法来压缩图像的现象越来越少。3、三级储存模式(在线、近线和离线)转变成两级(在线和备份)目前欧美先进PACS厂家都在推行在线和备份两级储存。备份只是为了防意外，如火灾、地震等。在线用的是硬盘，用RAID(冗余存储磁盘阵列)加NAS(NetworkAttachedStorage)或SAN(StorageAreaNetwork)。而前几年PACS界最常见的是用三级图像储存模式：在线(online)、近线(near-line)和离线(off-line)。新的图像在线存在硬盘上、老一点的图像近线存在网路服务机里、再老一点的图像离线存在MOD或磁带里。4、智能化医学影像平台智能影像IT平台是医院信息系统的主要发展方向。能否最快获得全部诊断信息是评价影像工作站优劣的唯一标准。syngo via是全球首个“会思考”的影像工作平台，它改变了传统的影像后处理理念，摒弃以软件为导向的传统CT工作站工作方式，开启以解剖或疾病诊断为导向的全新工作视角，突破性的成为直接服务疾病诊断的影像工作平台。让医生从繁琐的影像后处理中解脱出来，专注于医学诊断。西门子via影像IT平台具有图像预处理功能，影像处理与扫描序列无缝链接，自动进行，无需任何人工干预；它有以疾病为导向的工作流程，自动进入按照疾病或解剖部位定制的工作模块；为每位医生量身定制其所需的诊断工作模块，任意顺序集成相关影像处理软件；带有诊断书签功能，能自动记录医生的每次病变测量、病变标记，方便跨科室医生间的交流和上级医生复核报告。由于我国开发和引进PACS系统较晚，目前已经建立并有效运行的PACS系统并不多见（特别是内陆省市）。究其原因主要是标准化程度低、兼容性差，一般为封闭式的专用系统，既不经济、价格也昂贵，配置的硬件不够合理，对工作量大的医院缺乏强大的存储子系统，无法支持数据量巨大的常规放射影像，因此不能真正实现“无片化”管理。多数PACS系统也没有其有效的工作流程和自动化管理功能，也不能向临床诊断提供所需的全部，表现在在线信息少，响应速度慢。对网络安全、保密和符合法律要求方面还不可靠。现有的PACS系统设计大多数没有考虑技术发展和扩展需要的可能，难于与现有的HIS/RIS整合为一个系统。 各国的PACS系统研究和发展各具特点：美国PACS系统的研究和开发是在政府和厂商的资助下来进行的；欧洲的PACS系统由跨国财团、国家或地区的基金来支持，研究小组倾向于与某个主要厂商合作，着重于PACS建模和仿真及图像处理部件的研究；日本将PACS系统研究和开发列为国家计划，由厂商和大学医院来共同完成，厂商负责PACS系统集成和医院安装，医院负责系统临床评测，而且系统技术指标固定，没给医院研究人员留有多少修改的空间；韩国的PACS系统是在大型私营企业资助下所完成的。PACS在国内发展方向重点在：应严格遵守国际技术标准的系统设计和完全开放式的体系结构，基于IHE、DICOM0和 HL-7（医疗保健）等国际标准；浏览器/服务器结构，应具有良好的兼容性；基于Internet/Intranet技术的网络结构，需支持局域网（LAN）、广域网（WAN），可远程会诊；采用TB级甚至PB级存储子系统，提高响应能力；提供容错、纠错能力及更好的数据安全性和灾难恢复能力，有高性能数据压缩技术；系统界面友好，有强大的中文支持能力，易学易用；有语音、图像和数据的传输等多种技术的无缝整合；有完整的系统解决方案，系统利于维护和技术支持。 上世纪，伴随着科技的发展，医疗水平不断提高，各种新的医疗影像设备不断涌现。50年代超声技术运用于医学领域；70年代CT和80年代MRI先后应用于临床。此后基本上每隔两三年就有新种类的医疗影像设备被发明。越来越多的医疗影像设备一方面提高了诊断的准确程度，另一方面带来了新的问题。那就是如何管理这些医疗影像设备产生的数据，为了在一定范围内获得医疗影像设备产生的数据，保证不同厂家的影像设备的数据能够互连。1982年美国放射学会（ACR）和电器制造协会（NEMA）联合组织了一个研究组（ACR-NEMA数字成像及通信标准委员会），研究如何制定一套统一的通讯标准来保证不同厂家的影像设备能够信息互连。经协商一致后，制定出了一套数字化医学影像的格式标准，即ACR-NEMA 0标准，随后在1988年完成了ACR-NEMA 0，1993年发布0版本正式命名为DICOM0(Digital Imaging and Communications in Medicine：医疗数字成像和通信)。但是由于各种原因，此标准直到1997年才慢慢被各医疗影像设备厂商接受。此后标准每年都有大变动，涉及到医学影像的每一个角落，特别是最近刚加入标准的SR(结构化报告)涉及了其他标准不敢涉及的领域。同时，标准还在安全性（隐私和授权）方面下了很大的功夫，添加了TSL/SSL，数字签名，数字授权，数据加密支持。为了支持不同领域的数据交换，还增加了XML支持。总之，DICOM标准日新月异不断向前发展。目前，DICOM0已为国际医疗影像设备厂商普遍遵循，各大厂商所生产的影像设备均提供DICOM0标准通讯协议。在系统的输出和输入上必须支持DICOM0标准，已成为PACS的国际规范。只有在DICOM0标准下建立的PACS才能为用户提供最好的系统连接和扩展功能。（一） DICOM0DICOM 标准的全称是“医学数字成像与通讯”（digital imaging and communication in medicine）标准，是按照NEMA的程序制订和发展的。它实际上是ACR-NEMA的第三个版 本。之所以不叫 ACR-NEMA0 而改称 DICOM0 是因为：①该标准并不单单是由ACR-NEM的联合委员会制订的，世界上其它一些标准化组织也共同参与了它的制订与发展。这些标准化组织包括欧洲标准化委员会251技术委员会（即 CENTC251），该委员会早已以DICOM为基础，制订出一项与DICOM完全兼容的标准--MEDICOM；还有日本的JIRA（japanese industry radiology Apparatus）和医学信息系统发展中心（medical informationsy stem development center）。这两个组织对DICOM的主要贡献在于提出了利用可移动的媒质（光 盘等）来存贮、交换医学图像的标准。在制订标准过程中，也参考了其它的一些组织，包括IEEE、HL7和ANSI等有关标准。②标准不仅支持医疗放射图像，它是可扩展的，面向所有医学图像，只要简单地增加相应的服务对象类（SOP）即可。扩展到心电图（cardiology、内窥镜（endoscopy）、牙医（dentistry）、病理学（pathology）和其它等类型图像的工作目前正在进行之中。与其前面的0和0版本一样，DICOM在制订工作一开始就考虑到一些相关标准化组织的研究成果，这不仅仅是为了避免重复性的工作，更重要的是为DICOM提供了重要的背景和技术。由于是面向网络环境的通讯标准，故对 DICOM 影响最大的是国际标准化组织的开放系统互联参考模型（ISO-OSI）。（二） HL7HL7 是在医疗环境中（尤其是在院病人治疗）交换电子数据的标准。1987年5月，在Pennsylvania 大学医院，成立了一个由医疗单位（和用户）、厂家和医疗顾问（consultants）组成的委员会，这个委员会主要负责HL7的工作，目的就是简化不同厂商（尤其包括竞争的厂商）在医疗领域中的计算应用的接口实现。其主要应用领域就是HIS/RIS。HL7目前主要是规范在HIS/RIS系统及其设备之间通讯如下信息：病人入院/挂号、出院或转院数据（统称ADT-admissions/registration、discharge、transfer）和查询、病人安排、预订、财务、临床观察、医疗记录、病人的治疗、主文件更新信息等。功能规范随着信息技术的发展及医院运行机制的转变，医院信息系统已成为现代化医院必不可少的重要基础设施与支撑环境。卫生部为了积极推进信息网络基础设施的发展，加快医院信息化建设和管理，制定了《医院信息系统基本功能规范》。其中，对医学影像信息系统功能设置了以下规范。（一） 影像处理1．数据接收功能：接收、获取影像设备的DICOM0和非DICOM0格式的影像数据，支持非DICOM影像设备的影像转化为DICOM0标准的数据。2．图像处理功能：自定义显示图像的相关信息，如姓名、年龄、设备型号等参数。提供缩放、移动、镜像、反相、旋转、滤波、锐化、伪彩、播放、窗宽窗位调节等功能。3．测量功能：提供ROI值、长度、角度、面积等数据的测量；以及标注、注释功能。4．保存功能：支持JPG、BMP等多种格式存储，以及转化成DIDICOM0格式功能。5．管理功能：支持设备间影像的传递，提供同时调阅病人不同时期、不同影像设备的影像及报告功能。支持DICOM0的打印输出，支持海量数据存储、迁移管理。6．远程医疗功能：支持影像数据的远程发送和接收。7．系统参数设置功能：支持用户自定义窗宽窗位值、放大镜的放大比例等参数。（二） 报告管理1．预约登记功能。2．分诊功能：病人的基本信息、检查设备、检查部位、检查方法、划价收费。3．诊断报告功能：生成检查报告，支持二级医生审核。支持典型病例管理。4．模板功能；用户可以方便灵活的定义模板，提高报告生成速度。5．查询功能：支持姓名、影像号等多种形式的组合查询。6．统计功能：可以统计用户工作量、门诊量、胶片量以及费用信息。（三） 运行要求1．共享医院信息系统中患者信息。2．网络运行：数据和信息准确可靠，速度快。3．安全管理：设置访问权限，保证数据的安全性。4．建立可靠的存储体系及备份方案，实现病人信息的长期保存。5．报告系统支持国内外通用医学术语集。

也就是核磁共振成像，英文全称是：nuclear magnetic resonance imaging，之所以后来不称为核磁共振而改称磁共振，是因为日本科学家提出其国家备受核武器伤害，为表示尊重，就把核字去掉了。　　核磁共振是一种物理现象，作为一种分析手段广泛应用于物理、化学生物等领域，到1973年才将它用于医学临床检测。为了避免与核医学中放射成像混淆，把它称为核磁共振成像术(MR)。　　MR是一种生物磁自旋成像技术，它是利用原子核自旋运动的特点，在外加磁场内，经射频脉冲激后产生信号，用探测器检测并输入计算机，经过处理转换在屏幕上显示图像。　　MR提供的信息量不但大于医学影像学中的其他许多成像术，而且不同于已有的成像术，因此，它对疾病的诊断具有很大的潜在优越性。它可以直接作出横断面、矢状面、冠状面和各种斜面的体层图像，不会产生CT检测中的伪影；不需注射造影剂；无电离辐射，对机体没有不良影响。MR对检测脑内血肿、脑外血肿、脑肿瘤、颅内动脉瘤、动静脉血管畸形、脑缺血、椎管内肿瘤、脊髓空洞症和脊髓积水等颅脑常见疾病非常有效，同时对腰椎椎间盘后突、原发性肝癌等疾病的诊断也很有效。　　MR也存在不足之处。它的空间分辨率不及CT，带有心脏起搏器的患者或有某些金属异物的部位不能作MR的检查，另外价格比较昂贵。　　磁共振成像是断层成像的一种，它利用磁共振现象从人体中获得电磁信号,并重建出人体信息。1946年斯坦福大学的Flelix Bloch和哈佛大学的Edward Purcell各自独立的发现了核磁共振现象。磁共振成像技术正是基于这一物理现象。1972年Paul Lauterbur 发展了一套对核磁共振信号进行空间编码的方法，这种方法可以重建出人体图像。　　磁共振成像技术与其它断层成像技术（如CT）有一些共同点，比如它们都可以显示某种物理量（如密度）在空间中的分布；同时也有它自身的特色，磁共振成像可以得到任何方向的断层图像，三维体图像，甚至可以得到空间－波谱分布的四维图像。　　像PET和SPET一样，用于成像的磁共振信号直接来自于物体本身，也可以说，磁共振成像也是一种发射断层成像。但与PET和SPET不同的是磁共振成像不用注射放射性同位素就可成像。这一点也使磁共振成像技术更加安全。　　从磁共振图像中我们可以得到物质的多种物理特性参数，如质子密度，自旋－晶格驰豫时间T1，自旋－自旋驰豫时间T2，扩散系数，磁化系数，化学位移等等。对比其它成像技术（如CT 超声 PET等）磁共振成像方式更加多样，成像原理更加复杂，所得到信息也更加丰富。因此磁共振成像成为医学影像中一个热门的研究方向。　　核磁共振成像原理：原子核带有正电，许多元素的原子核，如1H、19FT和31P等进行自旋运动。通常情况下，原子核自旋轴的排列是无规律的，但将其置于外加磁场中时，核自旋空间取向从无序向有序过渡。自旋系统的磁化矢量由零逐渐增长，当系统达到平衡时，磁化强度达到稳定值。如果此时核自旋系统受到外界作用，如一定频率的射频激发原子核即可引起共振效应。在射频脉冲停止后，自旋系统已激化的原子核，不能维持这种状态，将回复到磁场中原来的排列状态，同时释放出微弱的能量，成为射电信号，把这许多信号检出，并使之能进行空间分辨，就得到运动中原子核分布图像。原子核从激化的状态回复到平衡排列状态的过程叫弛豫过程。它所需的时间叫弛豫时间。弛豫时间有两种即T1和T2，T1为自旋-点阵或纵向驰豫时间T2，T2为自旋-自旋或横向弛豫时间。　　磁共振最常用的核是氢原子核质子（1H），因为它的信号最强，在人体组织内也广泛存在。影响磁共振影像因素包括：(a)质子的密度；(b)弛豫时间长短；(c)血液和脑脊液的流动；(d)顺磁性物质(e)蛋白质。磁共振影像灰阶特点是，磁共振信号愈强，则亮度愈大，磁共振的信号弱，则亮度也小，从白色、灰色到黑色。各种组织磁共振影像灰阶特点如下；脂肪组织，松质骨呈白色；脑脊髓、骨髓呈白灰色；内脏、肌肉呈灰白色；液体，正常速度流血液呈黑色；骨皮质、气体、含气肺呈黑色。　　核磁共振的另一特点是流动液体不产生信号称为流动效应或流动空白效应。因此血管是灰白色管状结构，而血液为无信号的黑色。这样使血管很容易软组织分开。正常脊髓周围有脑脊液包围，脑脊液为黑色的，并有白色的硬膜为脂肪所衬托，使脊髓显示为白色的强信号结构。核磁共振已应用于全身各系统的成像诊断。效果最佳的是颅脑，及其脊髓、心脏大血管、关节骨骼、软组织及盆腔等。对心血管疾病不但可以观察各腔室、大血管及瓣膜的解剖变化，而且可作心室分析，进行定性及半定量的诊断，可作多个切面图，空间分辨率高，显示心脏及病变全貌，及其与周围结构的关系，优于其他X线成像、二维超声、核素及CT检查。在对脑脊髓病变诊断时，可作冠状、矢状及横断面像。　　检查目的：颅脑及脊柱、脊髓病变，五官科疾病，心脏疾病，纵膈肿块，骨关节和肌肉病变，子宫、卵巢、膀胱、前列腺、肝、肾、胰等部位的病变。　　优点：1．MRI对人体没有损伤；　　2．MRI能获得脑和脊髓的立体图像，不像CT那样一层一层地扫描而有可能漏掉病变部位；　　3．能诊断心脏病变，CT因扫描速度慢而难以胜任；　　4．对膀胱、直肠、子宫、阴道、骨、关节、肌肉等部位的检查优于CT。　　缺点:1．和CT一样，MRI也是影像诊断，很多病变单凭MRI仍难以确诊，不像内窥镜可同时获得影像和病理两方面的诊断；　　2．对肺部的检查不优于X线或CT检查，对肝脏、胰腺、肾上腺、前列腺的检查不比CT优越，但费用要高昂得多；　　3．对胃肠道的病变不如内窥镜检查；　　4．体内留有金属物品者不宜接受MRI。　　 危重病人不能做　　妊娠3个月内的　　带有心脏起搏器的　　核磁共振检查的注意事项　　由于在核磁共振机器及核磁共振检查室内存在非常强大的磁场，因此，装有心脏起搏器者，以及血管手术后留有金属夹、金属支架者，或其他的冠状动脉、食管、前列腺、胆道进行金属支架手术者，绝对严禁作核磁共振检查，否则，由于金属受强大磁场的吸引而移动，将可能产生严重后果以致生命危险。一般在医院的核磁共振检查室门外，都有红色或黄色的醒目标志注明绝对严禁进行核磁共振检查的情况。　　身体内有不能除去的其他金属异物，如金属内固定物、人工关节、金属假牙、支架、银夹、弹片等金属存留者，为检查的相对禁忌，必须检查时，应严密观察，以防检查中金属在强大磁场中移动而损伤邻近大血管和重要组织，产生严重后果，如无特殊必要一般不要接受核磁共振检查。有金属避孕环及活动的金属假牙者一定要取出后再进行检查。　　有时，遗留在体内的金属铁离子可能影响图像质量，甚至影响正确诊断。　　在进入核磁共振检查室之前，应去除身上带的手机、呼机、磁卡、手表、硬币、钥匙、打火机、金属皮带、金属项链、金属耳环、金属纽扣及其他金属饰品或金属物品。否则，检查时可能影响磁场的均匀性，造成图像的干扰，形成伪影，不利于病灶的显示；而且由于强磁场的作用，金属物品可能被吸进核磁共振机，从而对非常昂贵的核磁共振机造成破坏；另外，手机、呼机、磁卡、手表等物品也可能会遭到强磁场的破坏，而造成个人财物不必要的损失。　　近年来，随着科技的进步与发展，有许多骨科内固定物，特别是脊柱的内固定物，开始用钛合金或钛金属制成。由于钛金属不受磁场的吸引，在磁场中不会移动。因此体内有钛金属内固定物的病人，进行核磁共振检查时是安全的；而且钛金属也不会对核磁共振的图像产生干扰。这对于患有脊柱疾病并且需要接受脊柱内固定手术的病人是非常有价值的。但是钛合金和钛金属制成的内固定物价格昂贵，在一定程度上影响了它的推广应用。　　编辑词条　　开放分类：　　医疗、医学影像　　参考资料：　　医学影像技术　　贡献者：　　wtrecamel、yo不动、waterone83、袖吞乾坤小武侯、dairui725　　本词条在以下词条中被提及：　　海洛因、肌肉萎缩性脊髓侧索硬化症、原发性肝癌　　“MRI”在英汉词典中的解释(来源:百度词典)：　　MRI　　　　 = Magnetic Resonance Imaging 【医】磁共振造影　　 = Machine Readable Information 【电脑】机读信息