發(fā)布時(shí)間:2023-03-30 11:29:43
序言:寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的影像設(shè)備論文樣本,期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā),請(qǐng)盡情閱讀。
世界名牌大學(xué)的辦學(xué)理念中培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)的能力是其主要內(nèi)容之一,如哈佛大學(xué)教育理念包含有:“學(xué)校致力于創(chuàng)造培養(yǎng)學(xué)生自我依靠和終身學(xué)習(xí)習(xí)慣的平臺(tái)”。劍橋大學(xué)的辦學(xué)理念也含有“注重培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力”。醫(yī)學(xué)教育國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),即“全球醫(yī)學(xué)教育最基本要求[2]”同樣注重培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力。繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育(continuingmedicaleducation,CME)是醫(yī)學(xué)終身教育的重要組成部分,是為適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)飛速發(fā)展,為技術(shù)人員從業(yè)后獲取新理論、新知識(shí)、新技術(shù)和新方法所建立的終身教育制度[3]。
1醫(yī)學(xué)影像學(xué)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
經(jīng)過(guò)100多年的發(fā)展,放射學(xué)發(fā)展為診斷和治療兼?zhèn)涞尼t(yī)學(xué)影像學(xué),包括普通X線(xiàn)診斷學(xué)、X線(xiàn)計(jì)算機(jī)體層攝影(computedtomography,CT)、磁共振成像(magneticresonanceimaging,MRI)、數(shù)字減影血管造影(digitalsubtractionangiography,DSA)、X線(xiàn)計(jì)算機(jī)成像(computerradiography,CR)、數(shù)字X線(xiàn)成像(digitalradiography,DR)、超聲學(xué)、發(fā)射體層成像(emissioncomputedtomography,ECT)、正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(positronemissioncomputedtomography,PET)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(singlephotonemissioncomputedtomography,SPECT)以及兩種影像技術(shù)的融合如PET/CT、PET/MRI、SPECT/CT、DSA/CT等一次檢查獲得多種影像信息的成像技術(shù)和介入影像學(xué),包括介入放射學(xué)和介入超聲學(xué)等。傳統(tǒng)X線(xiàn)攝片已逐步被CR、DR取代。CT不斷更新?lián)Q代,如螺旋CT(SCT)、多層CT,現(xiàn)已發(fā)展到128層CT等。MRI發(fā)展趨向于高場(chǎng)強(qiáng)、實(shí)時(shí)成像、功能MRI(fMRI)、顯微結(jié)構(gòu)成像、波譜分析(MRS)以及同質(zhì)同性抑制技術(shù)等。CT、MRI成像速度和分辨率均明顯提高,灌注、彌散、仿真技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。超聲向超聲造影、三維超聲成像和介入超聲學(xué)發(fā)展。核醫(yī)學(xué)主流發(fā)展方向是分子核醫(yī)學(xué)。
影像學(xué)診斷由大體形態(tài)學(xué)為主的階段向生理、功能、代謝和分子/基因成像過(guò)渡,出現(xiàn)了分子影像學(xué)和功能影像學(xué)。圖像分析由定性向定量發(fā)展。診斷模式由膠片采集圖像和閱讀逐步向數(shù)字采像和電子傳輸方向發(fā)展。信息科學(xué)的進(jìn)展,促進(jìn)了醫(yī)學(xué)影像存檔及傳輸系統(tǒng)(picturearchivingandcommunicationsystem,PACS)和遠(yuǎn)程放射學(xué)(teleradiology)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)影像學(xué)(networkimaging)以及計(jì)算機(jī)輔助診斷(computeraideddiagnosis,CAD)將成為可能[4]。介入放射學(xué)的迅速發(fā)展和臨床應(yīng)用,介入治療及其與內(nèi)鏡、微創(chuàng)治療、外科的融合發(fā)展改變了影像學(xué)實(shí)踐和服務(wù)方式,影像診治手段日益先進(jìn),影像診治水平明顯提高,使醫(yī)學(xué)影像學(xué)在醫(yī)療服務(wù)體系中占有更加重要的地位。
東南大學(xué)醫(yī)學(xué)影像學(xué)學(xué)科創(chuàng)建于1935年的國(guó)立中央大學(xué)醫(yī)學(xué)院附設(shè)醫(yī)院放射科。在70余年的發(fā)展過(guò)程中,隨著科技的進(jìn)步,緊跟學(xué)科發(fā)展,經(jīng)過(guò)幾代人的艱辛努力,創(chuàng)建了醫(yī)學(xué)影像學(xué)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),通過(guò)學(xué)科建設(shè)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)軍人才、承擔(dān)國(guó)家及省部級(jí)重大項(xiàng)目和發(fā)表高質(zhì)量學(xué)術(shù)論文等措施,將“醫(yī)學(xué)影像學(xué)與介入放射學(xué)”學(xué)科建設(shè)為江蘇省135工程醫(yī)學(xué)重點(diǎn)學(xué)科(2001年),放射科建設(shè)為江蘇省臨床重點(diǎn)專(zhuān)科(2002年),“醫(yī)學(xué)影像學(xué)科”獲準(zhǔn)為江蘇省醫(yī)學(xué)影像學(xué)科質(zhì)量控制中心(2004年),“影像醫(yī)學(xué)與核醫(yī)學(xué)”創(chuàng)建為江蘇省重點(diǎn)學(xué)科(2006年)。東南大學(xué)醫(yī)學(xué)影像學(xué)專(zhuān)業(yè)創(chuàng)建于1990年,當(dāng)年開(kāi)始培養(yǎng)醫(yī)學(xué)影像學(xué)專(zhuān)業(yè)五年制本科生。經(jīng)采用特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)、課程體系改革、精品課程建設(shè)、教材建設(shè)、課件建設(shè)、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和教學(xué)名師培養(yǎng)等一系列教學(xué)改革措施,現(xiàn)已創(chuàng)建為江蘇省普通高校特色專(zhuān)業(yè)(2006年)和江蘇省高校成人教育特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)點(diǎn)(2007年),分子影像與功能影像實(shí)驗(yàn)室獲準(zhǔn)成為江蘇省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(2007年)。本專(zhuān)業(yè)1984年開(kāi)始招收醫(yī)學(xué)影像學(xué)碩士研究生,2003年成為江蘇省唯一影像醫(yī)學(xué)與核醫(yī)學(xué)博士研究生學(xué)位授予單位。
2醫(yī)學(xué)繼續(xù)教育的范疇與其在重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)中的重要意義隨著科技的發(fā)展,尤其是醫(yī)學(xué)影像學(xué)正以前所未有的速度發(fā)展,新設(shè)備、新技術(shù)、新方法、新知識(shí)和新理論不斷涌現(xiàn),醫(yī)學(xué)知識(shí)的更新周期越來(lái)越短,社會(huì)對(duì)從醫(yī)人員的知識(shí)結(jié)構(gòu)和醫(yī)療水平要求也越來(lái)越高,僅從醫(yī)學(xué)院校教育獲得的知識(shí)和技能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)當(dāng)前醫(yī)學(xué)工作的要求。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代到來(lái)的今天,人才培養(yǎng)和學(xué)科隊(duì)伍建設(shè)是關(guān)鍵。為了使醫(yī)學(xué)影像學(xué)專(zhuān)業(yè)醫(yī)技人員在整個(gè)職業(yè)生涯中保持高尚的醫(yī)德醫(yī)風(fēng),不斷提高自己的理論知識(shí)和工作能力,跟上醫(yī)學(xué)科學(xué)發(fā)展腳步,為社會(huì)提供更好的服務(wù)[5],我們?cè)诶^續(xù)醫(yī)學(xué)教育工作方面采取了以下措施:
(1)借鑒醫(yī)學(xué)教育國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),即“全球醫(yī)學(xué)教育最基本要求”,結(jié)合國(guó)情讓全體教師和職工樹(shù)立終身教育、自主學(xué)習(xí)的理念,即“活到老、學(xué)到老”。其特點(diǎn)決定了在高校從事教學(xué)、醫(yī)療和科研的教師和職工要通過(guò)不斷的學(xué)習(xí)來(lái)充實(shí)自我,把終身學(xué)習(xí)作為自我提高的一種方式。
(2)配合繼續(xù)教育學(xué)院進(jìn)行脫產(chǎn)、非脫產(chǎn)形式的成人學(xué)歷教育,對(duì)象涉及本院醫(yī)護(hù)人員與全國(guó)成人教育考生。
(3)配合研究生院進(jìn)行在職職工研究生學(xué)歷教育,對(duì)象涉及本院職工與江蘇省乃至全國(guó)考生。
(4)與國(guó)外著名大學(xué)、學(xué)術(shù)團(tuán)體保持密切合作,每年不定期邀請(qǐng)國(guó)外知名專(zhuān)家來(lái)院進(jìn)行學(xué)術(shù)講座和交流2~3次,對(duì)象涉及本院相關(guān)醫(yī)護(hù)人員和研究生、本科生。
(5)學(xué)科學(xué)術(shù)地位決定了繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育發(fā)展的規(guī)模和速度。申報(bào)和開(kāi)展國(guó)家級(jí)繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育項(xiàng)目就要求本學(xué)科及學(xué)術(shù)水平在本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域中處于國(guó)際或國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,在同行中具有領(lǐng)先地位,這樣才能吸引眾多的醫(yī)技人員來(lái)院學(xué)習(xí)或進(jìn)修。我們利用“中華醫(yī)學(xué)會(huì)實(shí)用介入技術(shù)推廣培訓(xùn)中心”基地,每年認(rèn)真組織申報(bào)并開(kāi)展繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育項(xiàng)目2次以上,對(duì)象涉及本院醫(yī)技人員和全國(guó)需要參加培訓(xùn)的各層次醫(yī)技人員。在實(shí)施繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育工作中,繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育項(xiàng)目的申報(bào)和開(kāi)展是學(xué)科學(xué)術(shù)地位和水平的具體體現(xiàn),也是展示推廣學(xué)科成果、宣傳自我、擴(kuò)大影響、構(gòu)建學(xué)科品牌的優(yōu)勢(shì),同時(shí)也是提高專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員學(xué)術(shù)水平的主要體現(xiàn),其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益良好。
(6)常年接受?chē)?guó)內(nèi)各單位進(jìn)修生來(lái)院學(xué)習(xí)、工作,積極鼓勵(lì)、支持青年教師和職工到國(guó)內(nèi)外著名大學(xué)或醫(yī)院進(jìn)行短期進(jìn)修、考察或進(jìn)一步深造。
(7)切實(shí)加強(qiáng)青年教師崗前培訓(xùn),執(zhí)行“先培訓(xùn),后上崗”制度和年輕醫(yī)師五年住院醫(yī)師輪轉(zhuǎn)培訓(xùn)制度。科室每月組織一次青年醫(yī)師讀書(shū)報(bào)告會(huì),以督促年輕人好學(xué)、向上。
(8)參加學(xué)術(shù)會(huì)議、撰寫(xiě)學(xué)術(shù)論文是繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育的重要組成部分。積極鼓勵(lì)并支持教師參加國(guó)際性和中華醫(yī)學(xué)會(huì)組織的高質(zhì)量學(xué)術(shù)年會(huì)或?qū)n}學(xué)術(shù)會(huì)議以及省市年會(huì),并制定了《參加學(xué)術(shù)會(huì)議及差旅費(fèi)使用的規(guī)定和的獎(jiǎng)勵(lì)辦法》。凡在放射學(xué)全國(guó)年會(huì)上進(jìn)行大會(huì)發(fā)言的論文第一作者、在省市年會(huì)進(jìn)行專(zhuān)題講座或被評(píng)為大會(huì)優(yōu)秀論文者,科室承擔(dān)參加會(huì)議的所有費(fèi)用,包括差旅費(fèi)、住宿費(fèi)、會(huì)務(wù)費(fèi)和資料費(fèi)。每年根據(jù)北京大學(xué)版“醫(yī)學(xué)中文核心期刊要目”,凡在目錄內(nèi)期刊上所發(fā)表的論文及SCI上所發(fā)表的論文,在單位獎(jiǎng)勵(lì)的基礎(chǔ)上,科室根據(jù)影響因子再進(jìn)行不同幅度的獎(jiǎng)勵(lì),以此鼓勵(lì)教師、職工多撰寫(xiě)、發(fā)表高質(zhì)量的學(xué)術(shù)論文。
3加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè),提升學(xué)科科研、教學(xué)質(zhì)量人才資源是第一資源,人才規(guī)模決定著學(xué)科和專(zhuān)業(yè)的發(fā)展規(guī)模,人才結(jié)構(gòu)決定學(xué)科和專(zhuān)業(yè)的發(fā)展層次,人才梯隊(duì)決定學(xué)科和專(zhuān)業(yè)的發(fā)展后勁,故師資隊(duì)伍的建設(shè)和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)直接影響著學(xué)科、專(zhuān)業(yè)的發(fā)展和教學(xué)質(zhì)量。學(xué)科建設(shè)中,師資隊(duì)伍是前提,學(xué)科帶頭人是核心,人才隊(duì)伍建設(shè)是學(xué)科建設(shè)的根本[6]。承擔(dān)國(guó)家及省部級(jí)重大、重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目,既是學(xué)科水平的體現(xiàn),又是學(xué)科進(jìn)一步發(fā)展的契機(jī),同時(shí)也是人才培養(yǎng)、梯隊(duì)建設(shè)、國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)交流和取得高水平科技成果、確立學(xué)術(shù)地位的基礎(chǔ)[7]。
堅(jiān)持推進(jìn)科技創(chuàng)新與培養(yǎng)、聚集創(chuàng)新人才相結(jié)合,造就拔尖創(chuàng)新人才與建設(shè)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)相結(jié)合。把科技創(chuàng)新作為提高教師創(chuàng)新能力的根本途徑和提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié),將人才資源作為提高學(xué)科自主創(chuàng)新能力的最大優(yōu)勢(shì),形成科技創(chuàng)新與教師隊(duì)伍建設(shè)及人才培養(yǎng)密切結(jié)合、互相促進(jìn)的良性機(jī)制。多年來(lái),我們本著“用好現(xiàn)有人才,培養(yǎng)青年人才,引進(jìn)優(yōu)秀人才,儲(chǔ)備未來(lái)人才”的原則,把師資隊(duì)伍建設(shè)作為促進(jìn)學(xué)科發(fā)展的根本大計(jì)來(lái)抓,并采取主動(dòng)培養(yǎng)、積極引進(jìn)、大膽使用、熱情關(guān)懷等多種行之有效的措施,全面提高教師隊(duì)伍的質(zhì)量。
東南大學(xué)醫(yī)學(xué)影像學(xué)學(xué)科具有一支政治思想素質(zhì)好,學(xué)科力量雄厚,學(xué)術(shù)造詣?shì)^深,結(jié)構(gòu)合理,集教學(xué)、科研和醫(yī)療為一體的專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍。教師隊(duì)伍職稱(chēng)、學(xué)歷、年齡結(jié)構(gòu)合理,素質(zhì)優(yōu)良,發(fā)展趨勢(shì)好,形成了具有團(tuán)隊(duì)意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)和奉獻(xiàn)精神的科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。35人中正副教授/主任醫(yī)師18人,博士生導(dǎo)師2人,碩士研究生導(dǎo)師11人,博士10人,碩士22人。近5年在研課題包括國(guó)家自然科學(xué)基金12項(xiàng),其中國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng),國(guó)際合作1項(xiàng),省部級(jí)以上課題20項(xiàng)。獲《中華醫(yī)學(xué)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)》等科技成果獎(jiǎng)14項(xiàng);發(fā)表科研論文250余篇,其中SCI收錄16篇、中華級(jí)期刊46篇;出版教材和專(zhuān)著16部,衛(wèi)生部視聽(tīng)教材2部。東南大學(xué)醫(yī)學(xué)影像學(xué)專(zhuān)業(yè)一貫注重于教學(xué)改革的研究,近5年來(lái),主持教學(xué)改革課題14項(xiàng),獲教學(xué)成果獎(jiǎng)15項(xiàng)。其中《面向21世紀(jì)醫(yī)學(xué)影像學(xué)專(zhuān)業(yè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革的研究》和《創(chuàng)建特色專(zhuān)業(yè),培養(yǎng)醫(yī)學(xué)影像學(xué)創(chuàng)新人才》分別于2001年和2005年獲江蘇省高等教育教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。在國(guó)內(nèi)核心期刊發(fā)表教改論文20余篇。
隨著信息時(shí)代的到來(lái),數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化作業(yè)已經(jīng)進(jìn)入醫(yī)學(xué)影像界,并以奔騰之勢(shì)迅猛發(fā)展,伴隨著一些全新的數(shù)字化影像技術(shù)陸續(xù)應(yīng)用于臨床,如CT、MRI、數(shù)字減影血管造影(digitalsubtractionangiography,DSA)、正電子體層成像(positiveelectrontomography,PET)、計(jì)算機(jī)放射攝影(computedradiography,CR)及數(shù)字放射攝影(digitalradiography,DR)等,醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化已逐步成為影像科室的必然發(fā)展趨勢(shì),同時(shí)在客觀上要求醫(yī)學(xué)影像診斷報(bào)告書(shū)寫(xiě)的計(jì)算機(jī)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。醫(yī)學(xué)影像存檔與通訊系統(tǒng)(picturearchivingandcommunicationsystems,PACS)和醫(yī)學(xué)影像診斷報(bào)告系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生并得到了快速發(fā)展,使整個(gè)放射科發(fā)生著巨大變化,提高了影像學(xué)科在臨床醫(yī)學(xué)中的地位和作用。
概述
PACS是近年來(lái)隨著數(shù)字成像技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步而迅速發(fā)展起來(lái)的、旨在全面解決醫(yī)學(xué)圖像的獲取、顯示、存貯、傳送和管理的綜合系統(tǒng)[1-4]。PACS分為醫(yī)學(xué)圖像獲取、大容量數(shù)據(jù)存貯、圖像顯示和處理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理及用于傳輸影像的局域或廣域網(wǎng)絡(luò)等5個(gè)單元[2,4]。
PACS是一個(gè)傳輸醫(yī)學(xué)圖像的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),協(xié)議是信息傳送的先決條件。醫(yī)學(xué)數(shù)字影像傳輸(DICOM)標(biāo)準(zhǔn)是第一個(gè)廣為接受的全球性醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信標(biāo)準(zhǔn),它利用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP(transfercontrolprotocol/internetprotocol)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備之間直接聯(lián)網(wǎng)[3]。因此,PACS是數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)的核心構(gòu)架,DICOM3.0標(biāo)準(zhǔn)則是保證PACS成為全開(kāi)放式系統(tǒng)的重要的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。
1998年我院放射科與航衛(wèi)通用電氣醫(yī)療系統(tǒng)有限公司(GEHangweiMedicalSystems,簡(jiǎn)稱(chēng)GEHW)合作建成醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),它以DICOM服務(wù)器為中心服務(wù)器,按照DICOM3.0標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)字化影像設(shè)備聯(lián)網(wǎng),進(jìn)行醫(yī)學(xué)數(shù)字化影像采集、傳輸、處理、中心存儲(chǔ)和管理。
材料與方法
一、系統(tǒng)環(huán)境
(一)硬件配置
1.DICOM服務(wù)器:戴爾(Dell)PowerEdge2300服務(wù)器(奔騰Ⅱ400MHzCPU,128MB動(dòng)態(tài)內(nèi)存,9.0GB熱插拔SICI硬盤(pán)×2,NEC24×SCSICD-ROM,Yamaha6×4×2CD-RW×2,EtherExpressPRO/100+網(wǎng)卡;500W不間斷電源(UPS)。
2.數(shù)字化醫(yī)學(xué)圖像采集設(shè)備:螺旋CT:GEHiSpeedCT/i,DICOM3.0接口;磁共振:GESignaHorizonLXMRI,DICOM3.0接口。
3.醫(yī)學(xué)圖像顯示處理工作站:SunAdvantageWindows(簡(jiǎn)稱(chēng)AW)2.0,128MB靜態(tài)內(nèi)存,20in(1in=2.54cm)彩顯,1280×1024顯示分辨率,DICOM3.0接口。
4.激光膠片打印機(jī):3M怡敏信(Imation)969HQDualPrinter。
5.醫(yī)學(xué)圖像瀏覽終端:7臺(tái),奔騰Ⅱ350~400MHz/奔騰Ⅲ450MHzCPU,64~128MB內(nèi)存,8MB顯存,6GB~8.4GB硬盤(pán),15in~17in顯示器,10Mbps以太網(wǎng)(Ethernet)網(wǎng)卡,Ethernet接口。
6.醫(yī)學(xué)影像診斷報(bào)告打印服務(wù)器:2臺(tái)圖像瀏覽終端兼作打印服務(wù)器。
7.激光打印機(jī):惠普(HP)LASERJET6LGOLD×2。kr~e6w=,N!''''#X_Ow+bafe~nNw法律論文b&mWw;\+?=u(tAvzA€\J?~^v=
8.集線(xiàn)器(HUB):D-LINKDE809TC,10MBPS。
9.傳輸介質(zhì):細(xì)纜(THINNET);5類(lèi)無(wú)屏蔽雙絞線(xiàn)(UTP);光纖電纜。
10.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):星形總線(xiàn)拓?fù)洌⊿TARBUSTOPOLOGY)結(jié)構(gòu)。
(二)軟件
1.操作系統(tǒng):螺旋CT、MRI、AW工作站:UNIX;DICOM服務(wù)器:WINDOWSNT4.0SERVER(英文版);圖像瀏覽及診斷報(bào)告書(shū)寫(xiě)終端:WINDOWSNT4.0WORKSTATION(中文版)。
2.網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議:標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP。
3.網(wǎng)絡(luò)瀏覽器:NETSCAPECOMMUNICATOR4.6。
4.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng):INTERBASESERVER/CLIENT5.1.1。
5.醫(yī)學(xué)圖像瀏覽及影像診斷報(bào)告系統(tǒng)開(kāi)發(fā)軟件:BORLANDC++BUILDER4.2。
論文醫(yī)學(xué)影像存檔與通訊系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與初步應(yīng)用來(lái)自免費(fèi)
6.醫(yī)學(xué)圖像瀏覽終端:GEHWADVANTAGEVIEWERSERVER/CLIENT1.01。
7.醫(yī)學(xué)影像診斷報(bào)告系統(tǒng):GEHW醫(yī)療診斷報(bào)告1.0。
8.刻錄機(jī)驅(qū)動(dòng)軟件:GEAR4.2。
(三)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
螺旋CT、MRI和AW工作站按照DICOM3.0標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)細(xì)纜連接到主干電纜(細(xì)纜)上形成總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的DICOM網(wǎng)絡(luò);DICOM服務(wù)器與各圖像瀏覽及診斷報(bào)告書(shū)寫(xiě)終端通過(guò)雙絞線(xiàn)以集線(xiàn)器(HUB)為中心連接成星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的ETHERNET網(wǎng)絡(luò);二者再通過(guò)集線(xiàn)器連接成星形總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的PACS。螺旋CT、MRI、AW工作站各自通過(guò)光纖電纜與激光膠片打印機(jī)相連,進(jìn)行共享打印。本PACS由如下各子系統(tǒng)構(gòu)成:
CT/I:GEHISPEEDCT/I;AW2.0:SUNADVANTAGEWINDOWS2.0;MRI:GESIGNAHORIZONLXMRI;DICOM:DIGITALIMAGINGANDCOMMUNICATIONSINMEDICINE;ETHERNET網(wǎng)絡(luò):以太網(wǎng)絡(luò);T-BNC:同軸電纜接插件T型連接器;TERMINATOR:終結(jié)器;TRANSCEIVER:收發(fā)器;UTP:無(wú)屏蔽雙絞線(xiàn);THINNETCOAXIALCABLE:細(xì)同軸電纜
1.?dāng)?shù)字化圖像采集子系統(tǒng):從螺旋CT、MRI等數(shù)字化影像設(shè)備直接產(chǎn)生和輸出高分辨率數(shù)字化原始圖像至DICOM服務(wù)器,供中心存儲(chǔ)、打印、瀏覽及后處理。
2.?dāng)?shù)字化圖像回傳子系統(tǒng):將中心存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)回傳給螺旋CT、MRI等數(shù)字影像設(shè)備,供打印、對(duì)比參考及后處理(三維重建等)。
3.醫(yī)學(xué)圖像處理子系統(tǒng):在AW工作站及各圖像瀏覽及診斷報(bào)告書(shū)寫(xiě)終端上進(jìn)行調(diào)節(jié)窗寬/窗位、單幅/多幅顯示、局域/全圖放大、定量測(cè)量(CT值、距離、角度、面積)、連續(xù)播放和各種圖像標(biāo)注等。
4.醫(yī)學(xué)影像診斷報(bào)告書(shū)寫(xiě)子系統(tǒng):書(shū)寫(xiě)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)學(xué)影像診斷報(bào)告。
5.圖像中心存儲(chǔ)子系統(tǒng):圖像短期內(nèi)(5~7天)保存在DICOM服務(wù)器的硬盤(pán)中,當(dāng)圖像數(shù)據(jù)累積到一定數(shù)量(650MB)時(shí),將其刻錄到CD-R(COMPACTDISK-RECORDABLE,刻錄盤(pán))盤(pán)片上作為長(zhǎng)期存儲(chǔ)。
二、醫(yī)學(xué)圖像瀏覽及影像診斷報(bào)告系統(tǒng)
醫(yī)學(xué)圖像瀏覽及影像診斷報(bào)告系統(tǒng)使用的軟件包是由航衛(wèi)通用電氣醫(yī)療系統(tǒng)有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)GEHW)提供的ADVANTAGEVIEWERSERVER/CLIENT1.01。該軟件以WINDOWSNTSERVER/WORKSTATION4.0為操作平臺(tái),分為服務(wù)器端和客戶(hù)端兩部分:服務(wù)器端軟件負(fù)責(zé)完成醫(yī)學(xué)圖像的傳輸、中心存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理等任務(wù);客戶(hù)端軟件具有醫(yī)學(xué)圖像瀏覽和影像診斷報(bào)告書(shū)寫(xiě)功能。
服務(wù)器端軟件包括圖像瀏覽、圖像管理、光盤(pán)數(shù)據(jù)庫(kù)和系統(tǒng)設(shè)置4個(gè)模塊。(1)圖像瀏覽模塊具有簡(jiǎn)單的圖像瀏覽功能;(2)圖像管理模塊包括存儲(chǔ)、刪除、圖像輸出等子模塊,在這些子模塊中通過(guò)以患者姓名、年齡、性別、CT號(hào)、檢查序號(hào)、檢查類(lèi)型、檢查日期等為關(guān)鍵詞在DICOM服務(wù)器硬盤(pán)、光盤(pán)上查詢(xún)所需圖像并進(jìn)行相關(guān)處理;(3)光盤(pán)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊儲(chǔ)存有每張光盤(pán)圖像檢索信息以備查詢(xún);(4)系統(tǒng)設(shè)置模塊管理各輸入輸出設(shè)備的IP地址等。
醫(yī)學(xué)圖像瀏覽軟件具有強(qiáng)大的圖像處理功能,可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)從DICOM服務(wù)器硬盤(pán)、光盤(pán)上調(diào)閱所需圖像,并進(jìn)行圖像瀏覽和后處理。它包括窗寬窗位、圖像、幾何、網(wǎng)絡(luò)、顯示格式、連續(xù)播放等功能模塊:(1)窗寬窗位模塊通過(guò)預(yù)定義、用戶(hù)自定義及精確設(shè)定窗寬窗位,使圖像得到最佳顯示,另外還可以通過(guò)鼠標(biāo)左鍵進(jìn)行調(diào)節(jié);(2)圖像功能模塊可以對(duì)圖像進(jìn)行放縮(1~300倍)、濾波、對(duì)比度(-100~100)、旋轉(zhuǎn)(0~360°)、三原色(RGB)色彩處理;(3)幾何功能模塊可以將圖像垂直或水平翻轉(zhuǎn)、加網(wǎng)格、負(fù)片處理、定量測(cè)量(CT值、距離、面積、角度)及標(biāo)注等。經(jīng)過(guò)后處理的圖像可以直接輸出至診斷報(bào)告系統(tǒng)或以不同文件格式存盤(pán)以供制作幻燈片
醫(yī)學(xué)影像診斷報(bào)告系統(tǒng)軟件鑲嵌于醫(yī)學(xué)圖像瀏覽軟件內(nèi),可以在瀏覽圖像后直接書(shū)寫(xiě)診斷報(bào)告。醫(yī)療診斷報(bào)告主窗體上的輸入項(xiàng)如姓名、性別、年齡、CT號(hào)、檢查序號(hào)及檢查日期可直接從數(shù)據(jù)庫(kù)獲取,報(bào)告日期由系統(tǒng)自動(dòng)生成,科別、報(bào)告模板等項(xiàng)通過(guò)下拉菜單選擇。檢查所見(jiàn)、印象兩項(xiàng)可直接從診斷支持庫(kù)提取正?;虺R?jiàn)病、多發(fā)病的檢查所見(jiàn)、印象,直接或經(jīng)局部修改后形成診斷報(bào)告主體。程序提供了撤消、剪切、復(fù)制、粘貼、清除、全選、字體等編輯功能。該軟件可輸出4種格式的診斷報(bào)告,其中可包含1~2幅典型圖例。用戶(hù)可通過(guò)1個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵字段檢索和調(diào)閱診斷報(bào)告。
結(jié)果
在上述PACS的硬件設(shè)備安裝、組網(wǎng)完成后,在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)連接(TCP/IP)和DICOM水平傳輸這2個(gè)層次上,對(duì)PACS進(jìn)行整體調(diào)試,成功地實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化圖像在PACS內(nèi)的傳送、中心存儲(chǔ)、易機(jī)圖像處理、不同操作系統(tǒng)(UNIX和WindowsNT)不同格式圖像(Adv和Dic)在DICOM3.0標(biāo)準(zhǔn)水平的相互兼容和影像交流,以及PACS內(nèi)影像診斷報(bào)告的書(shū)寫(xiě)、共享、打印等功能。1999年初PACS正式用于我科的CT及MRI室,顯著提高了科室的工作效率及管理水平。
討論
數(shù)字技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展帶動(dòng)了醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的突飛猛進(jìn)的發(fā)展,同時(shí)也推動(dòng)了醫(yī)生工作模式的變革:要求醫(yī)生逐漸習(xí)慣于在顯示器的熒光屏上觀看醫(yī)學(xué)圖像;通過(guò)計(jì)算機(jī)檢索和調(diào)閱醫(yī)學(xué)圖像,并且調(diào)節(jié)窗寬窗位;通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)獲取所需的醫(yī)學(xué)圖像及診斷報(bào)告等相關(guān)信息。
一、傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)圖像處理方式存在的問(wèn)題
(1)保存膠片需要很大的存放空間。(2)在顯影、定影、沖洗、烘干、歸檔等環(huán)節(jié)上要耗費(fèi)大量的人力和財(cái)力。(3)膠片庫(kù)手工管理效率低,查詢(xún)慢且容易把膠片歸錯(cuò)檔。(4)數(shù)年后由于膠片的老化使其上的圖像變得模糊不清,給再次查閱和科研工作帶來(lái)極大的不便。(5)把CT、MRI等圖像硬拷貝到膠片上,固定的窗寬、窗位已經(jīng)丟失了大部分原始信息,保留的只是操作醫(yī)師認(rèn)為有用的信息,圖像無(wú)法后處理,丟失了對(duì)病人復(fù)診和其他醫(yī)師認(rèn)為是有用的診斷信息。
二、PACS在影像學(xué)科中的應(yīng)用價(jià)值
(1)利用PACS網(wǎng)絡(luò)技術(shù),在CT、MRI等影像科室之間能快速傳送圖像及相關(guān)資料,做到資源共享,方便醫(yī)師調(diào)用、會(huì)診以及進(jìn)行影像學(xué)對(duì)比研究,更有利于患者得到最高的診斷治療效益。(2)PACS采用了大容量可記錄光盤(pán)(CD-R)存儲(chǔ)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了部分無(wú)膠片化,減少了膠片使用量和管理,減少了激光相機(jī)和洗片機(jī)的磨損,降低了顯定影液的消耗,節(jié)省了膠片存放所需的空間,降低了經(jīng)營(yíng)成本。(3)避免了照片的借調(diào)手續(xù)和照片的丟失與錯(cuò)放,完善了醫(yī)學(xué)圖像資料的管理,提高了工作效率。(4)可在不同地方同時(shí)調(diào)閱不同時(shí)期和不同成像手段的多幅圖像,并可進(jìn)行圖像的再處理,以便于對(duì)照和比較,為從事醫(yī)學(xué)影像學(xué)工作的醫(yī)務(wù)人員和科研人員提供方便的工作、科研和學(xué)習(xí)的條件。(5)有利于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué),進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。運(yùn)用PACS可無(wú)損失地儲(chǔ)存圖像資料,待日后調(diào)閱發(fā)現(xiàn)有價(jià)值且符合教學(xué)內(nèi)容要求的圖像,標(biāo)上中英文注釋?zhuān)肞owerPoint軟件制作成教學(xué)幻燈片,采用大屏幕多媒體投影儀示教。
規(guī)范的醫(yī)學(xué)影像診斷報(bào)告書(shū)寫(xiě)功能,可打印出圖文并茂的影像診斷報(bào)告。
三、診斷報(bào)告規(guī)范化、計(jì)算機(jī)化
(1)基本項(xiàng)目要求規(guī)范化。診斷報(bào)告中反映病情的一般項(xiàng)目齊全,備查項(xiàng)目比較完整。(2)報(bào)告的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)規(guī)范化。內(nèi)容表述清楚,主次分明,先描述陽(yáng)性征象,后描述陰性征象,先描述主要病變,后描述次要病變,描述部分與結(jié)論一致。(3)基本格式規(guī)范化。先一般項(xiàng)目,再描述圖像情況,然后作結(jié)論表述,最后還有做其他進(jìn)一步檢查的建議。
由於科技日新月異,印刷已由傳統(tǒng)印刷走向數(shù)位印刷。在數(shù)位化的過(guò)程中,影像的資料一直有檔案過(guò)大的問(wèn)題,占用記憶體過(guò)多,使資料在傳輸上、處理上都相當(dāng)?shù)馁M(fèi)時(shí),現(xiàn)今個(gè)人擁有TrueColor的視訊卡、24-bit的全彩印表機(jī)與掃描器已不再是天方夜譚了,而使用者對(duì)影像圖形的要求,不僅要色彩繁多、真實(shí)自然,更要搭配多媒體或動(dòng)畫(huà)。但是相對(duì)的高畫(huà)質(zhì)視覺(jué)享受,所要付出的代價(jià)是大量的儲(chǔ)存空間,使用者往往只能眼睜睜地看著體積龐大的圖檔占掉硬碟、磁帶和光碟片的空間;美麗的圖檔在親朋好友之間互通有無(wú),是天經(jīng)地義的事,但是用網(wǎng)路傳個(gè)640X480TrueColor圖形得花3分多鐘,常使人哈欠連連,大家不禁心生疑慮,難道圖檔不能壓縮得更小些嗎?如此報(bào)業(yè)在傳版時(shí)也可更快速。所以一種好的壓縮格式是不可或缺的,可以使影像所占的記憶體更小、更容易處理。但是目前市場(chǎng)上所用的壓縮模式,在壓縮的比率上并不理想,失去壓縮的意義。不然就是壓縮比例過(guò)大而造成影像失真,即使數(shù)學(xué)家與資訊理論學(xué)者日以繼夜,卯盡全力地為lossless編碼法找出更快速、更精彩的演算法,都無(wú)可避免一個(gè)尷尬的事實(shí):壓縮率還是不夠好。再說(shuō)用來(lái)印刷的話(huà)就造成影像模糊不清,或是影像出現(xiàn)鋸齒狀的現(xiàn)象。皆會(huì)造成印刷輸出的問(wèn)題。影像壓縮技術(shù)是否真的窮途末路?請(qǐng)相信人類(lèi)解決難題的潛力是無(wú)限的。既然舊有編碼法不夠管用,山不轉(zhuǎn)路轉(zhuǎn),科學(xué)家便將注意力移轉(zhuǎn)到WAVELET轉(zhuǎn)換法,結(jié)果不但發(fā)現(xiàn)了滿(mǎn)意的解答,還開(kāi)拓出一條光明的坦途。小波分析是近幾年來(lái)才發(fā)展出來(lái)的數(shù)學(xué)理論。小波分析,無(wú)論是作為數(shù)學(xué)理論的連續(xù)小波變換,還是作為分析工具和方法的離散小波變換,仍有許多可被研究的地方,它是近幾年來(lái)在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利葉(Fourier)分析的重要發(fā)展,他保留了傅氏理論的優(yōu)點(diǎn),又能克服其不足之處??蛇_(dá)到完全不失真,壓縮的比率也令人可以接受。由於其數(shù)學(xué)理論早在1960年代中葉就有人提出了,而到現(xiàn)在才有人將其應(yīng)用於實(shí)際上,其理論仍有相當(dāng)大的發(fā)展空間,而其實(shí)際運(yùn)用也屬剛起步,其後續(xù)發(fā)展可說(shuō)是不可限量。故研究的動(dòng)機(jī)便由此而生。
貳、WAVELET的歷史起源
WAVELET源起於JosephFourier的熱力學(xué)公式。傅利葉方程式在十九世紀(jì)初期由JosephFourier(1768-1830)所提出,為現(xiàn)代信號(hào)分析奠定了基礎(chǔ)。在十九到二十世紀(jì)的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)研究領(lǐng)域也占了極重要的地位。Fourier提出了任一方程式,甚至是畫(huà)出不連續(xù)圖形的方程式,都可以有一單純的分析式來(lái)表示。小波分析是近幾年來(lái)才發(fā)展出來(lái)的數(shù)學(xué)理論為傅利葉方程式的延伸。
小波分析方法的提出可追溯到1910年Haar提出的小波規(guī)范正交基。其後1984年,法國(guó)地球物理學(xué)J.Morlet在分析地震波的局部性質(zhì)時(shí),發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的傅利葉轉(zhuǎn)換,難以達(dá)到其要求,因此引進(jìn)小波概念於信號(hào)分析中,對(duì)信號(hào)進(jìn)行分解。隨後理論物理學(xué)家A.Grossman對(duì)Morlet的這種信號(hào)根據(jù)一個(gè)確定函數(shù)的伸縮,平移系{a-1/2Ψ[(x-b)/a];a,b?R,a≠0}展開(kāi)的可行性進(jìn)行了研究,為小波分析的形成開(kāi)了先河。
1986年,Y.Meyer建構(gòu)出具有一定衰減性的光滑函數(shù)Ψj,k(x),其二進(jìn)制伸縮與平移系{Ψj,k(x)=√2jΨ(2jx-k);j,k?Z}構(gòu)成L2(R)的規(guī)范正交基。1987年,Mallat巧妙的將多分辨分析的思想引入到小波分析中,建構(gòu)了小波函數(shù)的構(gòu)造及信號(hào)按小波轉(zhuǎn)換的分解及重構(gòu)。1988年Daubechies建構(gòu)了具有正交性(Orthonormal)及緊支集(CompactlySupported);及只有在一有限區(qū)域中是非零的小波,如此,小波分析的系統(tǒng)理論得到了初步建立。
三、WAVELET影像壓縮簡(jiǎn)介及基礎(chǔ)理論介紹
一、WAVELET的壓縮概念
WAVELET架在三個(gè)主要的基礎(chǔ)理論之上,分別是階層式邊碼(pyramidcoding)、濾波器組理論(filterbanktheory)、以及次旁帶編碼(subbandcoding),可以說(shuō)wavelettransform統(tǒng)合了此三項(xiàng)技術(shù)。小波轉(zhuǎn)換能將各種交織在一起的不同頻率組成的信號(hào),分解成不相同頻率的信號(hào),因此能有效的應(yīng)用於編碼、解碼、檢測(cè)邊緣、壓縮數(shù)據(jù),及將非線(xiàn)性問(wèn)題線(xiàn)性化。良好的分析局部的時(shí)間區(qū)域與頻率區(qū)域的信號(hào),彌補(bǔ)傅利葉轉(zhuǎn)換中的缺失,也因此小波轉(zhuǎn)換被譽(yù)為數(shù)學(xué)顯微鏡WAVELET并不會(huì)保留所有的原始資料,而是選擇性的保留了必要的部份,以便經(jīng)由數(shù)學(xué)公式推算出其原始資料,可能不是非常完整,但是可以非常接近原始資料。至於影像中什度要保留,什麼要舍棄,端看能量的大小儲(chǔ)存(跟波長(zhǎng)與頻率有關(guān))。以較少的資料代替原來(lái)的資料,達(dá)到壓縮資料的目的,這種經(jīng)由取舍資料而達(dá)到壓縮目地的作法,是近代數(shù)位影像編碼技術(shù)的一項(xiàng)突破。即是WAVELET的概念引入編碼技術(shù)中。
WAVELET轉(zhuǎn)換在數(shù)位影像轉(zhuǎn)換技術(shù)上算是新秀,然而在太空科技早已行之有年,像探測(cè)衛(wèi)星和哈柏望遠(yuǎn)鏡傳輸影像回地球,和醫(yī)學(xué)上的光纖影像,早就開(kāi)始用WAVELET的原理壓縮/還原影像資料,而且有壓縮率極佳與原影重現(xiàn)的效果。
以往lossless的編碼法只著重壓縮演算法的表現(xiàn),將數(shù)位化的影像資料一絲不漏的送去壓縮,所以還原回來(lái)的資料和原始資料分毫無(wú)差,但是此種壓縮法的壓縮率不佳。將數(shù)位化的影像資料轉(zhuǎn)換成利於編碼的資料型態(tài),控制解碼後影像的品質(zhì),選擇適當(dāng)?shù)木幋a法,而且還在擷取圖形資料時(shí),先幫資料「減肥。如此才是WAVELET編碼法主要的觀念。
二、影像壓縮過(guò)程
原始圖形資料色彩模式轉(zhuǎn)換DCT轉(zhuǎn)換量化器編碼器編碼結(jié)束
三、編碼的基本要素有三點(diǎn)
(一)一種壓縮/還原的轉(zhuǎn)換可表現(xiàn)在影像上的。
(二)其轉(zhuǎn)換的系數(shù)是可以量化的。
(三)其量化的系數(shù)是可以用函數(shù)編碼的。
四、現(xiàn)有WAVELET影像壓縮工具主要的部份
(一)WaveletTransform(WAVELET轉(zhuǎn)換):將圖形均衡的分割成任何大小,最少壓縮二分之一。
(二)Filters(濾鏡):這部份包含WaveletTransform,和一些著名的壓縮方法。
(三)Quantizers(量化器):包含兩種格式的量化,一種是平均量化,一種是內(nèi)插量化,對(duì)編碼的架構(gòu)有一定的影響。
(四)EntropyCoding(熵編碼器):有兩種格式,一種是使其減少,一種本論文由整理提供
為內(nèi)插。
(五)ArithmeticCoder(數(shù)學(xué)公式):這是建立在AlistairMoffatslineartimecodinghistogram的基礎(chǔ)上。
(六)BitAllocation(資料分布):這個(gè)過(guò)程是用整除法有效率的分配任何一種量化。
肆、WAVELET影像壓縮未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)
一、在其結(jié)構(gòu)上加強(qiáng)完備性。
二、修改程式,使其可以處理不同模式比率的影像。
三、支援更多的色彩??梢蕴幚鞷GB的色彩,像是YIQ、HUV的色彩定義都可以分別的處理。
四、加強(qiáng)運(yùn)算的能力,使其可支援更多的影像格式。
五、使用WAVELET轉(zhuǎn)換藉由消除高頻率資料增加速率。
六、增加多種的WAVELET。如:離散、零元樹(shù)等。
七、修改其數(shù)學(xué)編碼器,使資料能在數(shù)學(xué)公式和電腦的位元之間轉(zhuǎn)換。
八、增加8X8格的DCT模式,使其能做JPEG的壓縮。
九、增加8X8格的DCT模式,使其能重疊。
十、增加trelliscoding。
十一、增加零元樹(shù)。
現(xiàn)今已有由中研院委托國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)單位研究,也有不少的研究所的碩士。國(guó)外更是如火如荼的展開(kāi)研究。相信實(shí)際應(yīng)用於實(shí)務(wù)上的日子指日可待。
伍、影像壓縮研究的方向
1.輸入裝置如何捕捉真實(shí)的影像而將其數(shù)位化。
2.如何將數(shù)位化的影像資料轉(zhuǎn)換成利於編碼的資料型態(tài)。
3.如何控制解碼影像的品質(zhì)。
4.如何選擇適當(dāng)?shù)木幋a法。
5.人的視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)影像的反應(yīng)機(jī)制。
小波分析,無(wú)論是作為數(shù)學(xué)理論的連續(xù)小波變換,還是作為分析工具和方法的離散小波變換,仍有許多可被研究的地方,它是近幾年來(lái)在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利葉(Fourier)分析的重要發(fā)展,他保留了傅氏理論的優(yōu)點(diǎn),又能克服其不足之處。
陸、在印刷輸出的應(yīng)用
WAVELET影像壓縮格式尚未成熟的情況下,作為印刷輸出還嫌太早。但是後續(xù)發(fā)展?jié)摿o(wú)窮,尤其在網(wǎng)路出版方面,其利用價(jià)值更高,WAVELET的出現(xiàn)就猶如當(dāng)時(shí)的JPEG出現(xiàn),在影像的領(lǐng)域中掀起一股旋風(fēng),但是WAVELET卻有JPEG沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn),JPEG乃是失真壓縮,且解碼後復(fù)原程度有限,能在網(wǎng)路應(yīng)用,乃是由於電腦的解析度并不需要太高,就可辨識(shí)其圖形。而印刷所需的解析度卻需一定的程度。WAVELET雖然也是失真壓縮,但是解碼後卻可以還原資料到幾乎完整還原,如此的壓縮才有存在的價(jià)值。
有一點(diǎn)必須要提出的就是,并不是只要資料還原就可以用在印刷上,還需要有解讀其檔案的RIP,才能用於數(shù)位印刷上。等到WAVELET的應(yīng)用成熟,再發(fā)展其適用的RIP,又是一段時(shí)間以後的事了。
在網(wǎng)路出版上已經(jīng)有瀏覽器可以外掛讀取WAVELET檔案的軟體了,不過(guò)還是測(cè)試版,可是以後會(huì)在網(wǎng)路上大量使用,應(yīng)該是未來(lái)的趨勢(shì)。對(duì)於網(wǎng)路出版應(yīng)該是一陣不小的沖擊。圖像壓縮的好處是在於資料傳輸快速,減少網(wǎng)路的使用費(fèi)用,增加企業(yè)的利潤(rùn),由於傳版的時(shí)間減少,也使印刷品在當(dāng)?shù)赜∷⒌目赡苄栽龈?,減少運(yùn)費(fèi),減少開(kāi)支,提高時(shí)效性,創(chuàng)造新的商機(jī)。
柒、結(jié)論
WAVELET的理論并不是相當(dāng)完備,但是據(jù)現(xiàn)有的研究報(bào)告顯現(xiàn),到普及應(yīng)用的階段,還有一段距離。但小波分析在信號(hào)處理、影像處理、量子物理及非線(xiàn)性科學(xué)領(lǐng)域上,均有其應(yīng)用價(jià)值。國(guó)內(nèi)已有正式論文研究此一壓縮模式。但有許多名詞尚未有正式的翻譯,各自有各自的翻譯,故研究起來(lái)倍感辛苦。但相信不久即會(huì)有正式的定名出現(xiàn)。這也顯示國(guó)內(nèi)的研究速度,遠(yuǎn)落在外國(guó)的後面,國(guó)外已成立不少相關(guān)的網(wǎng)站,國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)的相關(guān)論文。如此一來(lái)國(guó)內(nèi)要使這種壓縮模式普及還有的等。正式使用於印刷業(yè)更是要相當(dāng)時(shí)間。不過(guò)對(duì)於網(wǎng)路出版仍是有相當(dāng)大的契機(jī),國(guó)內(nèi)仍是可以朝這一方面發(fā)展的。站在一個(gè)使用其成果的角度,印刷業(yè)界也許并不需要去了解其高深的數(shù)理理論。但是在運(yùn)用上,為了要使用方便,和預(yù)估其發(fā)展趨勢(shì),影像壓縮的基本概念卻不能沒(méi)有。本篇文章單純的介紹其中的一種影像壓縮模式,目的在為了使後進(jìn)者有一參考的依據(jù),也許在不久的將來(lái)此一模式會(huì)成為主流,到時(shí)才不會(huì)手足無(wú)措。
參考文獻(xiàn):
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附錄:
嵌入式零元樹(shù)小波轉(zhuǎn)換、階層式嵌入式零元樹(shù)小波轉(zhuǎn)換、階層式影像傳送及漸進(jìn)式影像傳送
目前網(wǎng)路最常用的靜態(tài)影像壓縮模式為JPEG格式或是GIF格式等。但是利用這些格式編碼完成的影像,其資料量是不變的,其接受端必須完整地接受所有的資料量後才可以顯示出編碼端所傳送的完整影像。這個(gè)現(xiàn)象最常發(fā)生在利用網(wǎng)路連結(jié)WWW網(wǎng)站時(shí),我們常常都是先接收到文字後,其網(wǎng)頁(yè)上的圖形才,慢慢的一小部份一小部份顯示出來(lái),有時(shí)網(wǎng)路嚴(yán)重塞車(chē),圖形只顯示一點(diǎn)點(diǎn)後就要再等非常久的時(shí)間才再有一點(diǎn)點(diǎn)顯示出來(lái),甚至可能斷線(xiàn)了,使得使用者完全不知道在接收什麼圖案的圖形,無(wú)形中造成網(wǎng)路資源的浪費(fèi)。此缺點(diǎn)之改善,可以使用嵌入式零元樹(shù)小波轉(zhuǎn)換(EZW)來(lái)完成。
階層式影像傳送系統(tǒng)的主要功能為允許不同規(guī)格之顯示裝置或解碼器可以從同一編碼器中獲得符合其要求之訊號(hào),如此不需要對(duì)於不同的解碼器設(shè)計(jì)不同的編碼器配合利用之,進(jìn)而增加了其應(yīng)用的范圍,及減低了所架設(shè)系統(tǒng)的復(fù)雜度,也可以節(jié)省更多的設(shè)備費(fèi)用。利用Shapiro所提出的嵌入式零元樹(shù)小波轉(zhuǎn)換(EZW)技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)階層式影像傳送系統(tǒng)時(shí),其編碼的效果不是很好。主要的原因是,利用(EZW)技術(shù)所設(shè)計(jì)的編碼器是根據(jù)影像的全解析度來(lái)加以編碼的,這使得擁有不同解析度與碼率要求的解碼器,無(wú)法同時(shí)分享由編碼器所送出來(lái)的位元流。雖然可以利用同時(shí)播放(Simulcast)技術(shù)來(lái)加以克服之,但是該技術(shù)對(duì)於同一影像以不同解析度獨(dú)立編碼時(shí),將使得共同的低通次頻帶(LowpassSubband)被重復(fù)的編碼與傳送,而產(chǎn)生了相當(dāng)高的累贅(Redundancy)。
基於上述情況,有人將嵌入式零元樹(shù)小波轉(zhuǎn)換(EZW)技術(shù)加以修改之,完成了一個(gè)新式的階層式影像傳送系統(tǒng)。該技術(shù)為階層式嵌入的零元樹(shù)小波轉(zhuǎn)換(LayeredEmbeddedZerotreeWavelet,簡(jiǎn)稱(chēng)LEZW技術(shù)。這個(gè)技術(shù)本論文由整理提供
使我們所設(shè)計(jì)出來(lái)的階層式影像傳送系統(tǒng),可以在編碼傳送前預(yù)先指定圖層數(shù)目、每層影像的解析度與碼率。
LEZW技術(shù)是將EZW技術(shù)中的連續(xù)近似量化(SAQ)加以延伸應(yīng)用之,而EZW傳統(tǒng)的做法是將SAQ應(yīng)用於全部的小波轉(zhuǎn)換系數(shù)上。然而在LEZW技術(shù)中,從基層(BaseLayer)開(kāi)始SAQ一次僅用於一個(gè)圖層(Layer)的編碼,直到最高階析度的圖層為止。當(dāng)編碼的那一圖層碼率利用完時(shí),即表示該圖層編碼完畢可以再往下一圖層編碼之。為了改善LEZW的效率,在較低圖層的SAQ結(jié)果應(yīng)用於較高圖層的SAQ過(guò)程中,基於這種編碼的程序,LEZW演算法則可以在每一圖層平均碼率的限制下,重建出不同解析度的影像。因此,LEZW非常適合用於設(shè)計(jì)階層式影像傳送系統(tǒng)。
LEZW技術(shù)也可以應(yīng)用於漸進(jìn)式傳送,對(duì)於一個(gè)漸進(jìn)式影像傳送系統(tǒng)而言,控制其解析度將可以改善重建影像的視覺(jué)品質(zhì)。而常用的漸進(jìn)式傳送方法有使用向量量化器或零元樹(shù)資料結(jié)構(gòu)編碼演算法則。但是向量量化器需要較大的記憶體及對(duì)與傳送中的錯(cuò)誤敏威,而利用EZW技術(shù)所設(shè)計(jì)的漸進(jìn)式影像傳送系統(tǒng),可以改善這些缺點(diǎn),所以享有較好的效能。但是它也有缺點(diǎn)就是,應(yīng)用於漸進(jìn)式傳送時(shí)是根據(jù)全解析度來(lái)做編碼及傳送,因此在低碼率的限制之下時(shí),若用全解析度來(lái)顯示影像將使得影像模糊不清。所以在低碼率傳送時(shí)的影像以較低的解析度來(lái)顯示時(shí),則可以使影像的清晰度有所改善。
所以將LEZW技術(shù)延伸至漸進(jìn)式傳送,在編碼之前可以先設(shè)定每一級(jí)(Stage)的解析度與傳送每一級(jí)所累加的碼率(AccumulatedRate),然後再編碼與傳送之。該系統(tǒng)在低碼率時(shí)用低解析度來(lái)顯示影像,在較高碼率時(shí)則以高解析度來(lái)顯示影像,將改善漸進(jìn)式傳送的視覺(jué)品質(zhì)。此系統(tǒng)在編碼傳送的過(guò)程中,允許傳送的位元流在任一點(diǎn)位置被中斷停止,而接收端可以由所接收到的資料,將影像重建在資料中斷時(shí)的解析度下。
漸進(jìn)式影像傳送與階層式影像傳送的設(shè)計(jì)方法是相似的,只不過(guò)在傳送方法上兩者有相當(dāng)大的不同。在階層式影像傳送系統(tǒng)中,所有圖層的資料是平行的一起傳送出去的。而漸進(jìn)式影像傳送則是以級(jí)對(duì)級(jí)(Stage-by-Stage)的方式傳送的。因此,利用LEZW技術(shù)所設(shè)計(jì)的漸進(jìn)式傳送可看做是單一圖層(Single-Layer)系統(tǒng),其解析度與傳送都是可以控制的。如此網(wǎng)路資源的浪費(fèi),便可得到某種程度上的解決。
1設(shè)備與方法。
1.1設(shè)備:DR。
1.2方法:許氏位(Schuller′s位),首先把球管向足側(cè)傾斜35°,中心線(xiàn)對(duì)好平板探測(cè)器的中心,然后在中心點(diǎn)作一小標(biāo)記,如用一黑水筆畫(huà)上一點(diǎn),并以此點(diǎn)為固定點(diǎn)。畫(huà)好固定點(diǎn)后讓患者俯臥位,把所需拍攝的一側(cè)乳突置于固定點(diǎn)上(初學(xué)者可以摸住外耳廓后方稍凸出處即乳突尖部)耳廓前折去除偽影。然后再使患者的正中矢狀面平行于床面,瞳間線(xiàn)垂直于床面,擺放成標(biāo)準(zhǔn)頭顱側(cè)位姿勢(shì)。盡量縮小拍攝視野,使圖像更為清晰。
梅氏位(Manger′s位):方法同上,首先把球管向足側(cè)傾斜45°,把乳突固定在固定點(diǎn)上,讓患者仰臥位,兩臂放于身旁,被檢側(cè)耳廓前折,頭部正中矢狀面向被檢側(cè)傾斜45°,聽(tīng)呲線(xiàn)垂直于床面。盡量縮小拍攝視野。
2結(jié)果。
均能很清晰地顯示內(nèi)外耳、乳突小房與乳突竇、迷路區(qū)、乙狀竇、頸動(dòng)脈竇、下頜關(guān)節(jié)等部位。
3討論。
乳突是中耳的一個(gè)感覺(jué)器,天下論文外觀呈乳樣突出,整體上如一個(gè)類(lèi)圓錐體,可分為乳突尖部、乳突峽、部乳突基底部,乳突內(nèi)部為乳突小房和乳突竇。由于X線(xiàn)片只能平面顯示,所以只有特殊位能更好地顯示。因?yàn)榍蚬艽蛄私嵌纫院笾行木€(xiàn)與床面成一角度,中心線(xiàn)呈斜線(xiàn)照入,頭顱有一定厚度,射線(xiàn)到達(dá)近球管一側(cè)頭顱和到達(dá)近床面一側(cè)頭顱的體表位置不一,需要估計(jì)中心線(xiàn)對(duì)外耳孔外幾厘米,造成初學(xué)者的困惑和操作難度。數(shù)字化攝影是平板探測(cè)器將X線(xiàn)信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)再行數(shù)字化,整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程都在平板探測(cè)器內(nèi)完成。沒(méi)有暗盒或IP板,只能通過(guò)調(diào)整患者和球管來(lái)達(dá)到拍攝要求。我們通過(guò)使用固定點(diǎn),可以很準(zhǔn)確地使乳突中心置于拍攝中心。不用去考慮斜線(xiàn)造成的影響。
直接數(shù)字化攝影出圖快,不需要反復(fù)更換影像板,可減少技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、縮短攝影時(shí)間,提高了影像科的工作效率。數(shù)字化攝影可以即時(shí)獲得圖像,若攝影時(shí)圖像不正確或達(dá)不到診斷目的,可以及時(shí)進(jìn)行修正,避免了患者反復(fù)來(lái)影像科重拍的過(guò)程,大大提高了影像科的整體形象。
DR攝影機(jī)是數(shù)字化攝影技術(shù),具有后處理功能,借助計(jì)算機(jī)監(jiān)視器,結(jié)合臨床需要,既可對(duì)圖像顯示各部位情況細(xì)致觀察,也可對(duì)圖像進(jìn)行對(duì)比度、亮度調(diào)節(jié),邊緣增強(qiáng)、黑白反轉(zhuǎn)、三維影像、局部放大以及偽彩色復(fù)制、存盤(pán)等。圖像可以復(fù)制、存盤(pán)、遠(yuǎn)程傳送,為臨床診斷、治療、教學(xué)和科研提供了極大方便。
參考文獻(xiàn)
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北大一院醫(yī)學(xué)影像科在三維后處理的應(yīng)用方面多有實(shí)踐,尤其在前列腺癌的MRI三維成像、肝臟腫瘤的CT三維重建等方面積累很多經(jīng)驗(yàn),在《中華放射學(xué)雜志》、《中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)》和《中國(guó)腫瘤影像學(xué)》等雜志上發(fā)表相關(guān)論文多篇。
王霄英是北京大學(xué)第一醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科主任、北京大學(xué)前沿交叉學(xué)科研究院功能成像中心主任、中華醫(yī)學(xué)會(huì)中華放射學(xué)分會(huì)青年委員、《中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)雜志》副主編。自1998年至今,已先后發(fā)表署名科學(xué)論文150余篇,承擔(dān)多項(xiàng)國(guó)家級(jí)和部委級(jí)研究基金。
8月16日,《e醫(yī)療》就北大一院的醫(yī)學(xué)影像三維實(shí)踐、醫(yī)學(xué)影像科與臨床科室的關(guān)系、三維影像今后的發(fā)展趨勢(shì)等問(wèn)題,對(duì)王霄英進(jìn)行了專(zhuān)訪(fǎng)。
前列腺癌和肝癌的三維應(yīng)用較多
| 貴院的三維影像應(yīng)用有哪些?
王霄英:我們做前列腺癌輔助診斷挺多的,醫(yī)院有國(guó)內(nèi)最大的前列腺癌數(shù)據(jù)庫(kù),甚至可以做到把某個(gè)地方發(fā)生前列腺癌的概率標(biāo)志在腺體的三維圖像上,這對(duì)外科醫(yī)生引導(dǎo)穿刺特別有幫助。
我們醫(yī)院的泌尿外科比較有特點(diǎn),在臨床外科里實(shí)力比較強(qiáng),他們要求每個(gè)腎癌病例都要進(jìn)行三維重建,有一整套嚴(yán)格的對(duì)腎癌進(jìn)行三維重建的要求:重建哪幾個(gè)解剖的位置、重建哪些血管和腫瘤的關(guān)系等。
另外,應(yīng)用較多的還有普外科,他們經(jīng)常需要影像科配合做肝臟的三維重建。我們醫(yī)院在進(jìn)行較大的肝臟腫瘤切除之前,都會(huì)要求根據(jù)CT斷層圖像做一個(gè)三維重建,以選擇切除不同的肝段及血管,我覺(jué)得這個(gè)也蠻有特色的。
| 臨床科室如何查看醫(yī)學(xué)影像科的影像?可以實(shí)現(xiàn)三維影像傳輸嗎?
王霄英: 二維圖像是通過(guò)PACS查看的。我們醫(yī)院有兩套服務(wù)器,一套是醫(yī)學(xué)影像科自己用的,能力比較強(qiáng)一些,存儲(chǔ)量也比較大;另一套是用于臨床瀏覽的服務(wù)器,存儲(chǔ)三個(gè)月內(nèi)所有的臨床圖像,臨床醫(yī)生有查看自己科室所有患者影像資料的權(quán)限。
具體到三維圖像,最早是臨床醫(yī)生到我們科室來(lái)看,后來(lái)他們要求我們做好了傳給他們,但是我們現(xiàn)在用的機(jī)器只能存儲(chǔ)二維影像,所以傳輸?shù)倪€只是靜態(tài)的二維圖像,暫時(shí)沒(méi)辦法實(shí)現(xiàn)三維影像的傳輸,雖然臨床醫(yī)生很希望我們能這么做,但是他們會(huì)定義幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)位置給我們,我們會(huì)跟臨床科室溝通,告訴他們冠狀位怎么看,軸位怎么看等。
三維影像改變醫(yī)療服務(wù)模式
| 三維影像能帶來(lái)什么好處?
王霄英:三維重建給外科大夫帶來(lái)的益處顯而易見(jiàn),他們關(guān)心病變組織能不能切除、怎么切除,三維重建就是告訴他們這些的。
我們醫(yī)院的呼吸內(nèi)科開(kāi)展了一項(xiàng)新業(yè)務(wù):用呼吸內(nèi)鏡把肺氣腫的病變部分進(jìn)行切除,切除之后剩余的肺就可以有更大的空間進(jìn)行收縮,這樣患者的肺功能會(huì)保持得很好。這個(gè)手術(shù)非常依賴(lài)CT三維重建,以確定病變區(qū)域的支氣管以及與周?chē)芎徒M織的關(guān)系。進(jìn)行這種手術(shù)前,呼吸內(nèi)科主任往往會(huì)親自到我們科室來(lái),對(duì)如何重建三維圖像提出要求。由于有了三維重建,呼吸內(nèi)科的醫(yī)生開(kāi)始用外科方法進(jìn)行治療,這可以說(shuō)是開(kāi)拓了一個(gè)全新的領(lǐng)域。
此外,三維影像也給患者帶來(lái)了很大的好處。有了三維影像,患者和家屬可以更直觀地了解病情,醫(yī)生省去了很多解釋工作。而且,對(duì)醫(yī)生更信服的患者的依從性會(huì)大大提升,會(huì)積極配合醫(yī)生的治療,治療效果自然也會(huì)更好。
我覺(jué)得,三維影像后處理會(huì)改變整個(gè)醫(yī)療服務(wù)的模式和理念。
MDT已成常態(tài)機(jī)制
| 貴院是否有多學(xué)科團(tuán)隊(duì)機(jī)制(MDT)?
王霄英:在接受你采訪(fǎng)之前,我和泌尿科主任、放療科主任在給一個(gè)前列腺癌患者做會(huì)診,實(shí)際上這就是一個(gè)多學(xué)科團(tuán)隊(duì)。我們科參與更多的是跟隨臨床科室一起查房,有時(shí)也會(huì)安排某個(gè)具體疑難疾病的會(huì)診。醫(yī)學(xué)影像科在其中所起的作用跟疾病有關(guān),有時(shí)候我們主要是去學(xué)習(xí)、交流,學(xué)習(xí)臨床醫(yī)生怎樣更好地處理影像報(bào)告;有時(shí)候醫(yī)學(xué)影像科的角色會(huì)非常重要,如果醫(yī)學(xué)影像科醫(yī)生不參加會(huì)議,臨床醫(yī)生甚至無(wú)法進(jìn)行討論。
我要求我們科的每一位醫(yī)生必須給自己定一個(gè)方向。影像科醫(yī)生在跟所配合的臨床科室溝通的時(shí)候要帶著兩個(gè)任務(wù):一是要向他們提供醫(yī)療影像服務(wù),二是帶回臨床科室的需求。然后我們會(huì)根據(jù)臨床需求進(jìn)行不斷的學(xué)習(xí)和改進(jìn)。這種做法很早就開(kāi)始了,現(xiàn)在科室更加明確了這項(xiàng)工作內(nèi)容。
| MDT給醫(yī)學(xué)影像科帶來(lái)了哪些改變?
王霄英:醫(yī)學(xué)影像科以前是按設(shè)備分組,而按專(zhuān)業(yè)分組才是國(guó)際趨勢(shì)。我們科室是從2009年7月開(kāi)始進(jìn)行專(zhuān)業(yè)分組的,大家對(duì)自己專(zhuān)業(yè)方向的定位開(kāi)始逐漸清晰起來(lái),讓深入研究業(yè)務(wù)、提高業(yè)務(wù)水平成為可能。
信息共享是大勢(shì)所趨
| 醫(yī)學(xué)影像科能為臨床科室提供什么??jī)烧呃硐胫械暮献麝P(guān)系應(yīng)該是怎樣的?
王霄英:今年5月份我去美國(guó)參加ISCT年會(huì)的時(shí)候,斯坦福大學(xué)醫(yī)院的一名醫(yī)生在演講中舉了一個(gè)例子:醫(yī)院的臨床醫(yī)生根據(jù)一張CT片子和診斷報(bào)告(影像和報(bào)告的質(zhì)量都很高)做了一個(gè)處理的決定,而經(jīng)過(guò)由醫(yī)學(xué)影像科醫(yī)生參加的多學(xué)科團(tuán)隊(duì)(MDT)討論后,50%的臨床醫(yī)生改變了治療方案。雖然是同一張片子、同一份報(bào)告,為什么在討論前后的結(jié)果如此大相徑庭?事實(shí)上,很多信息并沒(méi)有在診斷報(bào)告里寫(xiě)出來(lái),臨床醫(yī)生也沒(méi)有從影像中看出來(lái),而這些信息往往會(huì)對(duì)治療方案的制定產(chǎn)生很大影響。
醫(yī)學(xué)影像科和臨床科室的密切配合無(wú)疑會(huì)提升診療準(zhǔn)確率,不僅能提升醫(yī)生的技術(shù)水平,更能讓患者直接受益。
醫(yī)學(xué)影像科的醫(yī)生應(yīng)該更緊密地與臨床醫(yī)生進(jìn)行合作,但是醫(yī)學(xué)影像科醫(yī)生的理念目前可能是一個(gè)比較大的阻力,因?yàn)椴⒉皇撬械尼t(yī)學(xué)影像科醫(yī)生都愿意把影像資料拿出來(lái)與大家分享。醫(yī)學(xué)影像科醫(yī)生的核心競(jìng)爭(zhēng)力應(yīng)該是診斷水平而不是影像資料,分享之后必然會(huì)得到臨床醫(yī)生的積極反饋,這對(duì)提升醫(yī)學(xué)影像科醫(yī)生自身的水平肯定也是有幫助的。只要醫(yī)學(xué)影像科醫(yī)生意識(shí)到這一點(diǎn),就一定會(huì)把影像資料拿出來(lái)分享,這是一個(gè)趨勢(shì),只是時(shí)間早晚的問(wèn)題。
PACS應(yīng)附加更多功能
| 貴科在信息化方面今后有什么要提升的部分?
王霄英:如果沒(méi)有PACS,很難實(shí)現(xiàn)真正意義上的專(zhuān)業(yè)分組。分別用臨床瀏覽器和我們自己科室的PACS查看影像,明顯能感到后者更強(qiáng)大。我覺(jué)得基于PACS或者網(wǎng)絡(luò)的后處理工作站特別重要,對(duì)提高專(zhuān)業(yè)特別有幫助。
此外,我們的PACS只有最基本的3D能力,醫(yī)學(xué)影像科高級(jí)工作站的很多功能,比如功能成像等都沒(méi)辦法在PACS上實(shí)現(xiàn),臨床瀏覽自然就無(wú)法看到。如果要看的話(huà),必須先在CT、MR的后處理工作站上處理完再推到PACS上去,而處理得好不好完全取決于當(dāng)時(shí)的操作人員(通常是研究生)的能力。
有時(shí)候前列腺里明明有一個(gè)腫瘤病灶,如果操作人員在做DWI(磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像)的時(shí)候沒(méi)看到,就得不到腫瘤的功能成像。而如果基于PACS或網(wǎng)絡(luò)的處理能力足夠強(qiáng)的話(huà),簽報(bào)告的醫(yī)生就可以重新做一次后處理,就會(huì)避免很多錯(cuò)誤診斷的出現(xiàn)。
由於在現(xiàn)今資訊流通普遍的社會(huì)中,影像的需求量越來(lái)越大,影像的數(shù)位化是必然的趨勢(shì)。然而在數(shù)位化過(guò)的影像所占的資料量又相當(dāng)龐大,在傳輸與處理上皆有所不便。將資料壓縮是最好的方法。如今有一新的模式,在壓縮率及還原度皆有不錯(cuò)的表現(xiàn),為其尚未有一標(biāo)準(zhǔn)的格式,故在應(yīng)用上尚未普及。但在不久的未來(lái),其潛力不可限量。而影像之於印刷有密不可分的關(guān)系。故以此篇文章介紹小波(WAVELET)轉(zhuǎn)換的歷史淵源。小波轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)原理?,F(xiàn)今的發(fā)展對(duì)印刷業(yè)界的沖擊。影像壓縮的未來(lái)的發(fā)展。
壹、前言
由於科技日新月異,印刷已由傳統(tǒng)印刷走向數(shù)位印刷。在數(shù)位化的過(guò)程中,影像的資料一直有檔案過(guò)大的問(wèn)題,占用記憶體過(guò)多,使資料在傳輸上、處理上都相當(dāng)?shù)馁M(fèi)時(shí),現(xiàn)今個(gè)人擁有TrueColor的視訊卡、24-bit的全彩印表機(jī)與掃描器已不再是天方夜譚了,而使用者對(duì)影像圖形的要求,不僅要色彩繁多、真實(shí)自然,更要搭配多媒體或動(dòng)畫(huà)。但是相對(duì)的高畫(huà)質(zhì)視覺(jué)享受,所要付出的代價(jià)是大量的儲(chǔ)存空間,使用者往往只能眼睜睜地看著體積龐大的圖檔占掉硬碟、磁帶和光碟片的空間;美麗的圖檔在親朋好友之間互通有無(wú),是天經(jīng)地義的事,但是用網(wǎng)路傳個(gè)640X480TrueColor圖形得花3分多鐘,常使人哈欠連連,大家不禁心生疑慮,難道圖檔不能壓縮得更小些嗎?如此報(bào)業(yè)在傳版時(shí)也可更快速。所以一種好的壓縮格式是不可或缺的,可以使影像所占的記憶體更小、更容易處理。但是目前市場(chǎng)上所用的壓縮模式,在壓縮的比率上并不理想,失去壓縮的意義。不然就是壓縮比例過(guò)大而造成影像失真,即使數(shù)學(xué)家與資訊理論學(xué)者日以繼夜,卯盡全力地為lossless編碼法找出更快速、更精彩的演算法,都無(wú)可避免一個(gè)尷尬的事實(shí):壓縮率還是不夠好。再說(shuō)用來(lái)印刷的話(huà)就造成影像模糊不清,或是影像出現(xiàn)鋸齒狀的現(xiàn)象。皆會(huì)造成印刷輸出的問(wèn)題。影像壓縮技術(shù)是否真的窮途末路?請(qǐng)相信人類(lèi)解決難題的潛力是無(wú)限的。既然舊有編碼法不夠管用,山不轉(zhuǎn)路轉(zhuǎn),科學(xué)家便將注意力移轉(zhuǎn)到WAVELET轉(zhuǎn)換法,結(jié)果不但發(fā)現(xiàn)了滿(mǎn)意的解答,還開(kāi)拓出一條光明的坦途。小波分析是近幾年來(lái)才發(fā)展出來(lái)的數(shù)學(xué)理論。小波分析,無(wú)論是作為數(shù)學(xué)理論的連續(xù)小波變換,還是作為分析工具和方法的離散小波變換,仍有許多可被研究的地方,它是近幾年來(lái)在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利葉(Fourier)分析的重要發(fā)展,他保留了傅氏理論的優(yōu)點(diǎn),又能克服其不足之處??蛇_(dá)到完全不失真,壓縮的比率也令人可以接受。由於其數(shù)學(xué)理論早在1960年代中葉就有人提出了,而到現(xiàn)在才有人將其應(yīng)用於實(shí)際上,其理論仍有相當(dāng)大的發(fā)展空間,而其實(shí)際運(yùn)用也屬剛起步,其後續(xù)發(fā)展可說(shuō)是不可限量。故研究的動(dòng)機(jī)便由此而生。
貳、WAVELET的歷史起源
WAVELET源起於JosephFourier的熱力學(xué)公式。傅利葉方程式在十九世紀(jì)初期由JosephFourier(1768-1830)所提出,為現(xiàn)代信號(hào)分析奠定了基礎(chǔ)。在十九到二十世紀(jì)的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)研究領(lǐng)域也占了極重要的地位。Fourier提出了任一方程式,甚至是畫(huà)出不連續(xù)圖形的方程式,都可以有一單純的分析式來(lái)表示。小波分析是近幾年來(lái)才發(fā)展出來(lái)的數(shù)學(xué)理論為傅利葉方程式的延伸。
小波分析方法的提出可追溯到1910年Haar提出的小波規(guī)范正交基。其後1984年,法國(guó)地球物理學(xué)J.Morlet在分析地震波的局部性質(zhì)時(shí),發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的傅利葉轉(zhuǎn)換,難以達(dá)到其要求,因此引進(jìn)小波概念於信號(hào)分析中,對(duì)信號(hào)進(jìn)行分解。隨後理論物理學(xué)家A.Grossman對(duì)Morlet的這種信號(hào)根據(jù)一個(gè)確定函數(shù)的伸縮,平移系{a-1/2Ψ[(x-b)/a];a,b?R,a≠0}展開(kāi)的可行性進(jìn)行了研究,為小波分析的形成開(kāi)了先河。
1986年,Y.Meyer建構(gòu)出具有一定衰減性的光滑函數(shù)Ψj,k(x),其二進(jìn)制伸縮與平移系{Ψj,k(x)=√2jΨ(2jx-k);j,k?Z}構(gòu)成L2(R)的規(guī)范正交基。1987年,Mallat巧妙的將多分辨分析的思想引入到小波分析中,建構(gòu)了小波函數(shù)的構(gòu)造及信號(hào)按小波轉(zhuǎn)換的分解及重構(gòu)。1988年Daubechies建構(gòu)了具有正交性(Orthonormal)及緊支集(CompactlySupported);及只有在一有限區(qū)域中是非零的小波,如此,小波分析的系統(tǒng)理論得到了初步建立。
三、WAVELET影像壓縮簡(jiǎn)介及基礎(chǔ)理論介紹
一、WAVELET的壓縮概念
WAVELET架在三個(gè)主要的基礎(chǔ)理論之上,分別是階層式邊碼(pyramidcoding)、濾波器組理論(filterbanktheory)、以及次旁帶編碼(subbandcoding),可以說(shuō)wavelettransform統(tǒng)合了此三項(xiàng)技術(shù)。小波轉(zhuǎn)換能將各種交織在一起的不同頻率組成的信號(hào),分解成不相同頻率的信號(hào),因此能有效的應(yīng)用於編碼、解碼、檢測(cè)邊緣、壓縮數(shù)據(jù),及將非線(xiàn)性問(wèn)題線(xiàn)性化。良好的分析局部的時(shí)間區(qū)域與頻率區(qū)域的信號(hào),彌補(bǔ)傅利葉轉(zhuǎn)換中的缺失,也因此小波轉(zhuǎn)換被譽(yù)為數(shù)學(xué)顯微鏡。
WAVELET并不會(huì)保留所有的原始資料,而是選擇性的保留了必要的部份,以便經(jīng)由數(shù)學(xué)公式推算出其原始資料,可能不是非常完整,但是可以非常接近原始資料。至於影像中什度要保留,什麼要舍棄,端看能量的大小儲(chǔ)存(跟波長(zhǎng)與頻率有關(guān))。以較少的資料代替原來(lái)的資料,達(dá)到壓縮資料的目的,這種經(jīng)由取舍資料而達(dá)到壓縮目地的作法,是近代數(shù)位影像編碼技術(shù)的一項(xiàng)突破。即是WAVELET的概念引入編碼技術(shù)中。
WAVELET轉(zhuǎn)換在數(shù)位影像轉(zhuǎn)換技術(shù)上算是新秀,然而在太空科技早已行之有年,像探測(cè)衛(wèi)星和哈柏望遠(yuǎn)鏡傳輸影像回地球,和醫(yī)學(xué)上的光纖影像,早就開(kāi)始用WAVELET的原理壓縮/還原影像資料,而且有壓縮率極佳與原影重現(xiàn)的效果。
以往lossless的編碼法只著重壓縮演算法的表現(xiàn),將數(shù)位化的影像資料一絲不漏的送去壓縮,所以還原回來(lái)的資料和原始資料分毫無(wú)差,但是此種壓縮法的壓縮率不佳。將數(shù)位化的影像資料轉(zhuǎn)換成利於編碼的資料型態(tài),控制解碼後影像的品質(zhì),選擇適當(dāng)?shù)木幋a法,而且還在擷取圖形資料時(shí),先幫資料「減肥。如此才是WAVELET編碼法主要的觀念。
二、影像壓縮過(guò)程
原始圖形資料色彩模式轉(zhuǎn)換DCT轉(zhuǎn)換量化器編碼器編碼結(jié)束
三、編碼的基本要素有三點(diǎn)
(一)一種壓縮/還原的轉(zhuǎn)換可表現(xiàn)在影像上的。
(二)其轉(zhuǎn)換的系數(shù)是可以量化的。
(三)其量化的系數(shù)是可以用函數(shù)編碼的。
四、現(xiàn)有WAVELET影像壓縮工具主要的部份
(一)WaveletTransform(WAVELET轉(zhuǎn)換):將圖形均衡的分割成任何大小,最少壓縮二分之一。
(二)Filters(濾鏡):這部份包含WaveletTransform,和一些著名的壓縮方法。
(三)Quantizers(量化器):包含兩種格式的量化,一種是平均量化,一種是內(nèi)插量化,對(duì)編碼的架構(gòu)有一定的影響。
(四)EntropyCoding(熵編碼器):有兩種格式,一種是使其減少,一種為內(nèi)插。
(五)ArithmeticCoder(數(shù)學(xué)公式):這是建立在AlistairMoffatslineartimecodinghistogram的基礎(chǔ)上。
(六)BitAllocation(資料分布):這個(gè)過(guò)程是用整除法有效率的分配任何一種量化。
肆、WAVELET影像壓縮未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)
一、在其結(jié)構(gòu)上加強(qiáng)完備性。
二、修改程式,使其可以處理不同模式比率的影像。
三、支援更多的色彩。可以處理RGB的色彩,像是YIQ、HUV的色彩定義都可以分別的處理。
四、加強(qiáng)運(yùn)算的能力,使其可支援更多的影像格式。
五、使用WAVELET轉(zhuǎn)換藉由消除高頻率資料增加速率。
六、增加多種的WAVELET。如:離散、零元樹(shù)等。
七、修改其數(shù)學(xué)編碼器,使資料能在數(shù)學(xué)公式和電腦的位元之間轉(zhuǎn)換。
八、增加8X8格的DCT模式,使其能做JPEG的壓縮。
九、增加8X8格的DCT模式,使其能重疊。
十、增加trelliscoding。
十一、增加零元樹(shù)。
現(xiàn)今已有由中研院委托國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)單位研究,也有不少的研究所的碩士。國(guó)外更是如火如荼的展開(kāi)研究。相信實(shí)際應(yīng)用於實(shí)務(wù)上的日子指日可待。
伍、影像壓縮研究的方向
1.輸入裝置如何捕捉真實(shí)的影像而將其數(shù)位化。
2.如何將數(shù)位化的影像資料轉(zhuǎn)換成利於編碼的資料型態(tài)。
3.如何控制解碼影像的品質(zhì)。
4.如何選擇適當(dāng)?shù)木幋a法。
5.人的視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)影像的反應(yīng)機(jī)制。
小波分析,無(wú)論是作為數(shù)學(xué)理論的連續(xù)小波變換,還是作為分析工具和方法的離散小波變換,仍有許多可被研究的地方,它是近幾年來(lái)在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利葉(Fourier)分析的重要發(fā)展,他保留了傅氏理論的優(yōu)點(diǎn),又能克服其不足之處。
陸、在印刷輸出的應(yīng)用
WAVELET影像壓縮格式尚未成熟的情況下,作為印刷輸出還嫌太早。但是後續(xù)發(fā)展?jié)摿o(wú)窮,尤其在網(wǎng)路出版方面,其利用價(jià)值更高,WAVELET的出現(xiàn)就猶如當(dāng)時(shí)的JPEG出現(xiàn),在影像的領(lǐng)域中掀起一股旋風(fēng),但是WAVELET卻有JPEG沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn),JPEG乃是失真壓縮,且解碼後復(fù)原程度有限,能在網(wǎng)路應(yīng)用,乃是由於電腦的解析度并不需要太高,就可辨識(shí)其圖形。而印刷所需的解析度卻需一定的程度。WAVELET雖然也是失真壓縮,但是解碼後卻可以還原資料到幾乎完整還原,如此的壓縮才有存在的價(jià)值。
有一點(diǎn)必須要提出的就是,并不是只要資料還原就可以用在印刷上,還需要有解讀其檔案的RIP,才能用於數(shù)位印刷上。等到WAVELET的應(yīng)用成熟,再發(fā)展其適用的RIP,又是一段時(shí)間以後的事了。
在網(wǎng)路出版上已經(jīng)有瀏覽器可以外掛讀取WAVELET檔案的軟體了,不過(guò)還是測(cè)試版,可是以後會(huì)在網(wǎng)路上大量使用,應(yīng)該是未來(lái)的趨勢(shì)。對(duì)於網(wǎng)路出版應(yīng)該是一陣不小的沖擊。
圖像壓縮的好處是在於資料傳輸快速,減少網(wǎng)路的使用費(fèi)用,增加企業(yè)的利潤(rùn),由於傳版的時(shí)間減少,也使印刷品在當(dāng)?shù)赜∷⒌目赡苄栽龈?,減少運(yùn)費(fèi),減少開(kāi)支,提高時(shí)效性,創(chuàng)造新的商機(jī)。
柒、結(jié)論
WAVELET的理論并不是相當(dāng)完備,但是據(jù)現(xiàn)有的研究報(bào)告顯現(xiàn),到普及應(yīng)用的階段,還有一段距離。但小波分析在信號(hào)處理、影像處理、量子物理及非線(xiàn)性科學(xué)領(lǐng)域上,均有其應(yīng)用價(jià)值。國(guó)內(nèi)已有正式論文研究此一壓縮模式。但有許多名詞尚未有正式的翻譯,各自有各自的翻譯,故研究起來(lái)倍感辛苦。但相信不久即會(huì)有正式的定名出現(xiàn)。這也顯示國(guó)內(nèi)的研究速度,遠(yuǎn)落在外國(guó)的後面,國(guó)外已成立不少相關(guān)的網(wǎng)站,國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)的相關(guān)論文。如此一來(lái)國(guó)內(nèi)要使這種壓縮模式普及還有的等。正式使用於印刷業(yè)更是要相當(dāng)時(shí)間。不過(guò)對(duì)於網(wǎng)路出版仍是有相當(dāng)大的契機(jī),國(guó)內(nèi)仍是可以朝這一方面發(fā)展的。站在一個(gè)使用其成果的角度,印刷業(yè)界也許并不需要去了解其高深的數(shù)理理論。但是在運(yùn)用上,為了要使用方便,和預(yù)估其發(fā)展趨勢(shì),影像壓縮的基本概念卻不能沒(méi)有。本篇文章單純的介紹其中的一種影像壓縮模式,目的在為了使後進(jìn)者有一參考的依據(jù),也許在不久的將來(lái)此一模式會(huì)成為主流,到時(shí)才不會(huì)手足無(wú)措。
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附錄:
嵌入式零元樹(shù)小波轉(zhuǎn)換、階層式嵌入式零元樹(shù)小波轉(zhuǎn)換、階層式影像傳送及漸進(jìn)式影像傳送
目前網(wǎng)路最常用的靜態(tài)影像壓縮模式為JPEG格式或是GIF格式等。但是利用這些格式編碼完成的影像,其資料量是不變的,其接受端必須完整地接受所有的資料量後才可以顯示出編碼端所傳送的完整影像。這個(gè)現(xiàn)象最常發(fā)生在利用網(wǎng)路連結(jié)WWW網(wǎng)站時(shí),我們常常都是先接收到文字後,其網(wǎng)頁(yè)上的圖形才,慢慢的一小部份一小部份顯示出來(lái),有時(shí)網(wǎng)路嚴(yán)重塞車(chē),圖形只顯示一點(diǎn)點(diǎn)後就要再等非常久的時(shí)間才再有一點(diǎn)點(diǎn)顯示出來(lái),甚至可能斷線(xiàn)了,使得使用者完全不知道在接收什麼圖案的圖形,無(wú)形中造成網(wǎng)路資源的浪費(fèi)。此缺點(diǎn)之改善,可以使用嵌入式零元樹(shù)小波轉(zhuǎn)換(EZW)來(lái)完成。
階層式影像傳送系統(tǒng)的主要功能為允許不同規(guī)格之顯示裝置或解碼器可以從同一編碼器中獲得符合其要求之訊號(hào),如此不需要對(duì)於不同的解碼器設(shè)計(jì)不同的編碼器配合利用之,進(jìn)而增加了其應(yīng)用的范圍,及減低了所架設(shè)系統(tǒng)的復(fù)雜度,也可以節(jié)省更多的設(shè)備費(fèi)用。利用Shapiro所提出的嵌入式零元樹(shù)小波轉(zhuǎn)換(EZW)技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)階層式影像傳送系統(tǒng)時(shí),其編碼的效果不是很好。主要的原因是,利用(EZW)技術(shù)所設(shè)計(jì)的編碼器是根據(jù)影像的全解析度來(lái)加以編碼的,這使得擁有不同解析度與碼率要求的解碼器,無(wú)法同時(shí)分享由編碼器所送出來(lái)的位元流。雖然可以利用同時(shí)播放(Simulcast)技術(shù)來(lái)加以克服之,但是該技術(shù)對(duì)於同一影像以不同解析度獨(dú)立編碼時(shí),將使得共同的低通次頻帶(LowpassSubband)被重復(fù)的編碼與傳送,而產(chǎn)生了相當(dāng)高的累贅(Redundancy)。
基於上述情況,有人將嵌入式零元樹(shù)小波轉(zhuǎn)換(EZW)技術(shù)加以修改之,完成了一個(gè)新式的階層式影像傳送系統(tǒng)。該技術(shù)為階層式嵌入的零元樹(shù)小波轉(zhuǎn)換(LayeredEmbeddedZerotreeWavelet,簡(jiǎn)稱(chēng)LEZW技術(shù)。這個(gè)技術(shù)使我們所設(shè)計(jì)出來(lái)的階層式影像傳送系統(tǒng),可以在編碼傳送前預(yù)先指定圖層數(shù)目、每層影像的解析度與碼率。
LEZW技術(shù)是將EZW技術(shù)中的連續(xù)近似量化(SAQ)加以延伸應(yīng)用之,而EZW傳統(tǒng)的做法是將SAQ應(yīng)用於全部的小波轉(zhuǎn)換系數(shù)上。然而在LEZW技術(shù)中,從基層(BaseLayer)開(kāi)始SAQ一次僅用於一個(gè)圖層(Layer)的編碼,直到最高階析度的圖層為止。當(dāng)編碼的那一圖層碼率利用完時(shí),即表示該圖層編碼完畢可以再往下一圖層編碼之。為了改善LEZW的效率,在較低圖層的SAQ結(jié)果應(yīng)用於較高圖層的SAQ過(guò)程中,基於這種編碼的程序,LEZW演算法則可以在每一圖層平均碼率的限制下,重建出不同解析度的影像。因此,LEZW非常適合用於設(shè)計(jì)階層式影像傳送系統(tǒng)。
LEZW技術(shù)也可以應(yīng)用於漸進(jìn)式傳送,對(duì)於一個(gè)漸進(jìn)式影像傳送系統(tǒng)而言,控制其解析度將可以改善重建影像的視覺(jué)品質(zhì)。而常用的漸進(jìn)式傳送方法有使用向量量化器或零元樹(shù)資料結(jié)構(gòu)編碼演算法則。但是向量量化器需要較大的記憶體及對(duì)與傳送中的錯(cuò)誤敏威,而利用EZW技術(shù)所設(shè)計(jì)的漸進(jìn)式影像傳送系統(tǒng),可以改善這些缺點(diǎn),所以享有較好的效能。但是它也有缺點(diǎn)就是,應(yīng)用於漸進(jìn)式傳送時(shí)是根據(jù)全解析度來(lái)做編碼及傳送,因此在低碼率的限制之下時(shí),若用全解析度來(lái)顯示影像將使得影像模糊不清。所以在低碼率傳送時(shí)的影像以較低的解析度來(lái)顯示時(shí),則可以使影像的清晰度有所改善。
【關(guān)鍵字】工程測(cè)量測(cè)繪新技術(shù)應(yīng)用探討
中圖分類(lèi)號(hào):[P258] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一、工程測(cè)量重要性
工程測(cè)量是建筑工程、水利工程、路橋工程施工的基礎(chǔ)提_工程施工管理的指引。測(cè)量工作是一項(xiàng)專(zhuān)業(yè)性強(qiáng),需多人配合才能完成的工作,往往—個(gè)環(huán)節(jié)的失誤就會(huì)影響整個(gè)工程施工進(jìn)度。目前我國(guó)建筑工程施工企業(yè)已經(jīng)充分i^識(shí)到了工程測(cè)量的重要性曲于工程測(cè)量、放線(xiàn)等工作造成爛尾樓的情況已很少見(jiàn)到。杜絕工程測(cè)量工作失民不僅僅需要在管理上加強(qiáng)控制與管理,還需要應(yīng)用先進(jìn)的測(cè)量技術(shù),將誤差將至最小,保障工程施工的正常進(jìn)行。城市建筑工程測(cè)量由于地形情況較好便于測(cè)量工作的進(jìn)行不能充分體現(xiàn)新技術(shù)應(yīng)用帶來(lái)的效果。對(duì)于公路、鐵路、水利等工程測(cè)量環(huán)境艱苦、地形復(fù)雜、測(cè)量放線(xiàn)工作困難的工程中測(cè)量新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)才能夠真正體現(xiàn)。影像提取技術(shù)、GPS技術(shù)等測(cè)量新技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)得到一線(xiàn)測(cè)量人員的一致好評(píng),加快測(cè)量新技術(shù)推廣、加快測(cè)量工作設(shè)備投入對(duì)于工程質(zhì)量的保障有著重要的影響。
二、工程測(cè)量中所應(yīng)用得測(cè)繪新技術(shù)
1、工程測(cè)量中的全球衛(wèi)星定位技術(shù)(GPS)
GPS全球定位系統(tǒng)由空間衛(wèi)星群和地面監(jiān)控系統(tǒng)兩大部分組成,GPS用戶(hù)設(shè)備由GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及其終端設(shè)備等組成。GPS接收機(jī)可捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào),跟蹤衛(wèi)星的運(yùn)行,并對(duì)信號(hào)進(jìn)行交換、放大和處理。設(shè)備運(yùn)行后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)觀測(cè)文件(觀測(cè)文件必須進(jìn)行妥善保管以便日后的查詢(xún)以及日后數(shù)據(jù)測(cè)算使用),再通過(guò)計(jì)算機(jī)和相應(yīng)軟件,經(jīng)基線(xiàn)解算、網(wǎng)平差,求出GPS接收機(jī)中心(測(cè)站點(diǎn))的三維坐標(biāo),最終計(jì)算出準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。GPS測(cè)量技術(shù)不適用于短邊測(cè)量,在必須使用時(shí)要謹(jǐn)慎觀測(cè),并通過(guò)多次測(cè)量確保測(cè)量的精準(zhǔn)度。RTK(Real Time Kinematics,實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài))技術(shù)是在GPS基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的、能夠?qū)崟r(shí)提供流動(dòng)站在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果,并在一定范圍內(nèi)達(dá)到厘米級(jí)精度的一種新的GPs定位測(cè)量方式,是GPS應(yīng)用的重大里程碑。RTK測(cè)量是將1臺(tái)GPS接收機(jī)安裝在已知點(diǎn)上對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè),將采集的載波相位觀測(cè)量調(diào)制到基準(zhǔn)站電臺(tái)的載波上,再通過(guò)基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)射出去;流動(dòng)站在對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)并采集載波相位觀測(cè)量的同時(shí),也接收由基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)射的信號(hào),經(jīng)解調(diào)得到基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)量;流動(dòng)站的GPS接收機(jī)再利用0TF(運(yùn)動(dòng)中求解整周模糊度)技術(shù)由基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)量和流動(dòng)站的載波相位觀測(cè)量來(lái)求解整周模糊度,最后求出厘米級(jí)精度流動(dòng)站的位置。RTK測(cè)量可以不布設(shè)各級(jí)控制點(diǎn),僅依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)控制點(diǎn),便可以高精度、快速地測(cè)定圖根控制點(diǎn)、界址點(diǎn)、地形點(diǎn)、地物點(diǎn)的坐標(biāo),利用測(cè)圖軟件可以在野外一次生成電子地圖。同時(shí),也可以根據(jù)已有的數(shù)據(jù)成果快速的進(jìn)行施工放樣。因此,RTK被廣泛應(yīng)用于圖根控制測(cè)量,地籍、房地產(chǎn)測(cè)繪、數(shù)字化測(cè)圖及施工放樣等各種工作中。
2、工程測(cè)量中地理信息技術(shù)(GIS)的應(yīng)用分析
GIS 是地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System)的簡(jiǎn)稱(chēng),指的是在計(jì)算機(jī)的軟硬件條件支持的情況下,對(duì)具有空間內(nèi)涵的地理信息,按照空間分布以一定的格式輸入、存貯、查詢(xún)、分析、更新、圖形編輯、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、顯示與輸出和數(shù)據(jù)綜合分析的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。它是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、空間科學(xué)信息科學(xué)、測(cè)繪遙感科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和管理科學(xué)等學(xué)科為一體
的新興學(xué)科,目前,GIS 已經(jīng)成為多學(xué)科集成并且應(yīng)用于各領(lǐng)域的基礎(chǔ)平臺(tái)和地學(xué)空間信息顯示的基本手段和工具。它的技術(shù)優(yōu)勢(shì)不僅僅在于它的集地理數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數(shù)據(jù)流程,還在于它的空間提示、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和輔助決策功能。如今,GIS 不僅發(fā)展成為一門(mén)較為成熟的技術(shù)科學(xué),而且已經(jīng)成為一門(mén)新興的產(chǎn)業(yè),在測(cè)繪、農(nóng)林水利、氣象海洋、城市規(guī)劃土地管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、區(qū)域開(kāi)發(fā)與國(guó)防建設(shè)等領(lǐng)域的作用越來(lái)越重要。
讓我們以城市的地下管線(xiàn)信息系統(tǒng)的建立為例,地理信息系統(tǒng)能把地形圖作為基礎(chǔ)圖形數(shù)據(jù),然后疊加地下和地面的類(lèi)管線(xiàn),這管線(xiàn)包括上水、通訊、電力、燃?xì)?、工程管線(xiàn)、污水,還有測(cè)量控制網(wǎng)和規(guī)劃路等多種基礎(chǔ)的測(cè)繪信息,在上述基礎(chǔ)上,形成一個(gè)測(cè)繪數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)城市地下管線(xiàn)的現(xiàn)代化的信息管理。
3、攝影測(cè)量技術(shù)在城市規(guī)劃工程測(cè)量中的應(yīng)用
攝影測(cè)量測(cè)繪技術(shù)是通過(guò)攝影方式來(lái)獲取目標(biāo)物體的基本信息,目前已發(fā)展到數(shù)字?jǐn)z影測(cè)繪階。攝影測(cè)量利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和影像處理對(duì)影像進(jìn)行測(cè)繪,將大量外業(yè)測(cè)量轉(zhuǎn)移到室內(nèi),速度快且精度高。在人口密集區(qū),應(yīng)用該測(cè)繪技術(shù)可高效率大面積的成圖,而數(shù)字?jǐn)z影測(cè)繪技術(shù),可以對(duì)城市大比例尺地形圖的測(cè)繪和更新,為城市規(guī)劃、城市建筑工程提供南圖。
4、工程測(cè)量中的數(shù)字化技術(shù)
(1)地圖數(shù)字化技術(shù)
在建立各種GIS系統(tǒng)時(shí).對(duì)原有地圖進(jìn)行數(shù)字化處理,在建庫(kù)工作中占據(jù)了相當(dāng)大的工作量.各工程測(cè)繪部門(mén)都投入相當(dāng)大的人力和財(cái)力。對(duì)于已有紙制地圖,若其現(xiàn)勢(shì)性、精度和比例尺能滿(mǎn)足要求,就可以利用數(shù)字化儀將其輸入計(jì)算機(jī),經(jīng)編輯、修補(bǔ)后生成相應(yīng)的數(shù)字地圖。當(dāng)前有手扶跟蹤數(shù)字化和掃描矢量化兩大類(lèi)儀器。針對(duì)大比例尺地形圖.大多數(shù)掃描矢量化軟件能自動(dòng)提取多邊形信息,高效、便捷、保真的對(duì)地圖進(jìn)行數(shù)字化處理。
2、數(shù)字化成圖手段
大比例尺地形圖和工程圖的測(cè)繪是傳統(tǒng)工程測(cè)量的重要內(nèi)容.常規(guī)的成圖方法野外工作量大,作業(yè)艱苦,作業(yè)程序復(fù)雜,同時(shí)還有繁瑣的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作。成圖周期長(zhǎng),產(chǎn)品單一,難以適應(yīng)社會(huì)飛速發(fā)展的需要。而數(shù)字化成圖技術(shù)具有精度高、勞動(dòng)強(qiáng)度小、更新方便、便于保存管理及應(yīng)用、易于等特點(diǎn)。目前。數(shù)字化成圖技術(shù)有內(nèi)外業(yè)一體化和電子平板兩種模式。內(nèi)外業(yè)一體化是一種外業(yè)數(shù)據(jù)采集方法,主要設(shè)備是全站儀、電子手簿等,其特點(diǎn)是精度高、內(nèi)外業(yè)分工明確、便于人員分配,從而具有較高的成圖效率。
三、工程測(cè)量的應(yīng)用分析及展望
當(dāng)前,經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)測(cè)繪技術(shù)的快速發(fā)展,現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)正在向著內(nèi)外業(yè)一體化、數(shù)據(jù)獲取及處理自動(dòng)化、測(cè)量過(guò)程控制及系統(tǒng)智能化、測(cè)量成果數(shù)字化、測(cè)量信息管理可視化、測(cè)量信息共享數(shù)據(jù)庫(kù)和傳播網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。測(cè)繪技術(shù)的快速更新也要求我國(guó)有關(guān)部分和企業(yè)加強(qiáng)測(cè)量人員的培養(yǎng),使有關(guān)人才及時(shí)了解新的測(cè)量技術(shù),使工程測(cè)量順利進(jìn)行。其主要目的是圍繞提高測(cè)量工作效率、提高測(cè)量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度進(jìn)行,為工程施工指明方向、打下基礎(chǔ)。這就要求我國(guó)工程測(cè)量企業(yè)、施工企業(yè)加強(qiáng)測(cè)量才培養(yǎng),通過(guò)對(duì)測(cè)量人才的不斷培養(yǎng)與培訓(xùn)使其能夠了解了新的測(cè)量技術(shù),又保障工程測(cè)量的順利進(jìn)行。另外還要加大在工程測(cè)量方面的投資,通過(guò)加大投資加快新測(cè)量技術(shù)及設(shè)備的應(yīng)用,促進(jìn)測(cè)量工作的精確、可靠、快速、簡(jiǎn)便、連續(xù)、動(dòng)態(tài)、遙測(cè)、實(shí)時(shí)開(kāi)展。
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論文摘要: 對(duì)教師綜合素質(zhì)的培養(yǎng)、教學(xué)方法、教學(xué)設(shè)備的建設(shè)及教學(xué)效果的評(píng)價(jià)方法等四個(gè)方面進(jìn)行探討,以提高斷層解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。
隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)的進(jìn)展,影像設(shè)備越來(lái)越先進(jìn),影像診斷學(xué)要求醫(yī)學(xué)生必須具備扎實(shí)的人體斷層解剖學(xué)知識(shí),從而使斷層解剖學(xué)成為醫(yī)學(xué)生繼系統(tǒng)解剖學(xué)和局部解剖學(xué)后的又一門(mén)人體解剖學(xué)課程。我校于2001年對(duì)影像學(xué)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了斷層解剖學(xué)課程,并不斷的開(kāi)展教學(xué)改革和科研的工作,以求進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。以下就自己多年的教學(xué)實(shí)踐,結(jié)合其他院校的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),對(duì)斷層解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出幾點(diǎn)體會(huì),供同行參考。
一、教師綜合素質(zhì)的培養(yǎng)
1.教師應(yīng)有豐富的解剖學(xué)知識(shí)
斷層解剖學(xué)是研究人體各種方位斷面上器官和結(jié)構(gòu)的形態(tài)、大小、位置和毗鄰關(guān)系的形態(tài)科學(xué)。教師不僅要具備豐富的系統(tǒng)解剖學(xué)和局部解剖學(xué)的知識(shí),同時(shí)對(duì)每個(gè)斷層的器官結(jié)構(gòu)位置毗鄰關(guān)系以及各個(gè)斷層間的變化都應(yīng)了如指掌。因此,我們先后選送中青年教師全脫產(chǎn)到山東大學(xué)醫(yī)學(xué)院及其舉辦的斷層解剖學(xué)學(xué)習(xí)班學(xué)習(xí),以豐富教師的解剖學(xué)知識(shí)。
2.教師應(yīng)有熟練的操作技能
斷層解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須有足夠的標(biāo)本讓學(xué)生觀察,所以教師應(yīng)該具備熟練的標(biāo)本的制作技術(shù),如分離腦、肺、肝等主要器官的斷層標(biāo)本制作技術(shù)。熟悉斷層標(biāo)本在制作過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)的磨損情況,標(biāo)本的變異情況等,有利于教師在教學(xué)過(guò)程中給學(xué)生指明。
3.教師必須具備相關(guān)的臨床知識(shí)
一個(gè)合格的斷層解剖學(xué)教師,不僅要知道解剖學(xué)知識(shí),教授尸體斷層解剖知識(shí),更應(yīng)該了解相關(guān)的影像學(xué)知識(shí),包括各種影像技術(shù)的成像原理、特點(diǎn)及進(jìn)展,能熟練講授DSA、CT解剖、MRI解剖和ECT解剖的器官結(jié)構(gòu)。因此,我們進(jìn)醫(yī)院影像科學(xué)習(xí)正常CT解剖、MRI解剖和ECT解剖,同時(shí)了解各種常見(jiàn)病和多發(fā)病的影像診斷。講授時(shí)能使基礎(chǔ)和臨床相結(jié)合,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有效的提高了教學(xué)質(zhì)量。
二、教學(xué)手段和教學(xué)方法
建立以疑難問(wèn)題為中心,學(xué)生自行觀察在體器官、斷層標(biāo)本、親手切制離體器官斷層標(biāo)本,并對(duì)照CT、MRI圖像學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。[1] 這種方法能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲望,鍛煉他們獨(dú)立思考和動(dòng)手能力,有效的提高了教學(xué)質(zhì)量。
1.設(shè)立“疑難問(wèn)題”,做好課前預(yù)習(xí)準(zhǔn)備
在實(shí)驗(yàn)前給學(xué)生出幾道能概括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的問(wèn)題,讓他們圍繞這些問(wèn)題做好課前預(yù)習(xí)。學(xué)生通過(guò)尋求問(wèn)題答案的過(guò)程中激發(fā)了學(xué)習(xí)的興趣,學(xué)會(huì)了自學(xué)的方法,樹(shù)立了自學(xué)的信心,提高了學(xué)生的思維能力。
2.培養(yǎng)學(xué)生的“整體-斷層-整體”斷層解剖思維
實(shí)驗(yàn)課要讓學(xué)生觀察在體標(biāo)本,反復(fù)在大體上模擬做斷層,再結(jié)合斷層標(biāo)本讓其知道斷層標(biāo)本上結(jié)構(gòu)什么時(shí)候出現(xiàn),為什么會(huì)出現(xiàn);最后親手切制離體器官斷層標(biāo)本進(jìn)行比對(duì)。讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)斷層解剖學(xué)不能光知道一個(gè)器官的整體,也不能光從斷層到斷層,而應(yīng)該讓學(xué)生建立起“整體-斷層-整體”斷層解剖思維。
3.?dāng)鄬訕?biāo)本與影像圖象相結(jié)合的教學(xué)方法
在斷層解剖教學(xué)過(guò)程中,實(shí)物標(biāo)本的觀察和臨床CT及MRI圖像的觀察是重要的內(nèi)容。臨床CT及MRI圖像的觀察的激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。學(xué)生通過(guò)“整體-斷層-整體”斷層解剖思維,觀察每個(gè)器官的立體結(jié)構(gòu)及平面結(jié)構(gòu),再通過(guò)CT及MRI圖像一一進(jìn)行比對(duì)。這樣從大體標(biāo)本到斷層標(biāo)本,從斷層標(biāo)本到CT及MRI圖像,反復(fù)進(jìn)行觀察。從而達(dá)到記憶CT及MRI圖像及斷層標(biāo)本上的器官組織的形態(tài)結(jié)構(gòu),提高學(xué)習(xí)的效率,為學(xué)習(xí)影象診斷學(xué)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。
三、實(shí)驗(yàn)條件和教學(xué)設(shè)備
1.模型、掛圖、標(biāo)本及CT、MRI圖片
實(shí)驗(yàn)室內(nèi)必須具備足夠數(shù)量及較高質(zhì)量的教學(xué)標(biāo)本,這是完成一次實(shí)驗(yàn)教學(xué)最基本的條件。我們根據(jù)教學(xué)計(jì)劃提供和斷層解剖學(xué)相關(guān)的局部解剖標(biāo)本和盒裝的系統(tǒng)化的斷層標(biāo)本及臨床正常的CT、MRI圖片。同時(shí)準(zhǔn)備相當(dāng)數(shù)量的模型和掛圖,因?yàn)橛行┙Y(jié)構(gòu)不能在標(biāo)本上直接觀察,必須借助模型或掛圖來(lái)顯示。
2.標(biāo)本陳列室
標(biāo)本陳列室是解剖學(xué)科乃至一所學(xué)校的窗口,陳列的標(biāo)本是解剖教學(xué)中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。我們建立了大體(系統(tǒng)解剖、局部解剖)陳列室和斷層解剖陳列室兩間。尤其在斷層陳列室內(nèi)陳列四套全身各個(gè)部位的橫斷層、冠狀斷層及矢狀斷層的標(biāo)本,在每個(gè)標(biāo)本旁邊擺放該標(biāo)本拍照放大過(guò)的教學(xué)照片(35cm*40cm),并對(duì)照片上的結(jié)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)注。學(xué)生可以充分的利用這一教學(xué)資源,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,大大的增加學(xué)生獲取知識(shí)的途徑。
四、教學(xué)效果及評(píng)價(jià)
為了檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,我們對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力和對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力進(jìn)行考核,力爭(zhēng)做到公正、合理,具體形式包括以下幾個(gè)方面:①操作能力:觀察學(xué)生平時(shí)實(shí)際動(dòng)手操作能力,如腦、肺、肝臟的離體器官的斷層標(biāo)本的制作。②實(shí)驗(yàn)報(bào)告:我們要求學(xué)生把上課觀察到的主要的斷層結(jié)構(gòu)進(jìn)行繪畫(huà)。通過(guò)繪畫(huà)有助于對(duì)結(jié)構(gòu)的毗鄰關(guān)系加深記憶。③標(biāo)本考試:標(biāo)本考試是解剖學(xué)教學(xué)過(guò)程中一個(gè)不可缺少的重要環(huán)節(jié),是檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的必要手段和客觀依據(jù)。通過(guò)標(biāo)本考試能調(diào)動(dòng)學(xué)生觀察標(biāo)本的積極性,對(duì)斷層解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高起著促進(jìn)的作用。