AVS在医学影像中的应用1

　　北京恒软视天科技有限公司

本站首页链接

AVS公司英文网站

国际AVS中心

AVS在医学影像中的应用一

med1.zip（724KB）

一．AVS在发展医学影像技术中的作用

高级可视化系统（AVS）在提供可视化应用软件开发工具和图象资料分析产品方面，处于世界领先水平。医学界较早采用了该项技术，发现它非常适于将大量数据转变为可视化图象。医学图象学的需求是AVS产品的核心部分，而AVS/Express则提供了开发环境。

AVS公司在医学界有100多个用户，其中包括重点大学研究机构、世界先进水平的仪器制造商、独立软件开发商等等。他们运用AVS和AVS/Express，获得了医学影像方面的突破，并有新的重要发现。

1．高级可视化软件：提高诊断质量并降低费用

Foster市的Focus Graphics，CA，在交互式医学图象处理应用软件的开发领域处于领先水平，他们的软件中使用了AVS/Express，能帮助医生对各种疾患作出最佳诊断并降低医疗费用。

医生们运用Focus Graphics的应用程序将MRI和CT扫描的数据合并成核医学的数据集，并把这些资料与病人的早期检查和标准统计数据库进行对比，就能对包括Alzheimer’s症、心血管疾病、乳腺癌和多发性硬化等多种疾病进行诊断。

这种图象合成技术需要强大的体数据显示和结合多模式显像资料的制图功能，而AVS/Express实现了这些功能。运用这些有力工具，医生们无需对病人做更多的检查就能很快确诊。

AVS/Express在Focus Graphics的应用软件开发中扮演了重要的角色，它能将Focus Graphics的图象处理程序整合成AVS/Express的模块。运用这些模块，医生和专家们就能重点显示他们感兴趣的区域并强化显象，以利于观察。Focus Graphics的总裁Johan Brag认为，“AVS/Express的开发平台能使医生和软件工程师在软件开发过程中配合默契，最终使我们的产品迅速走向市场。”

Focus Graphics在与AVS的合作过程中，已将其医学图象库并入AVS/Express，这将使AVS的其他用户受益匪浅。Brag说，“合作使医疗机构发现AVS/Express并非一种普通软件。它拥有的应用软件开发能力和3D工具，能使医院和医生们走向3D图象的广阔市场。”

2．ADAC运用AVS/Express提高核医学成象技术

Milipitas的ADAC实验室，CA为医生提供了一个高效的诊断工具，使他们能以最低的风险和花费获得最佳疗效，并使病人接受导管插入术以替代手术。

ADAC将核医学检查与多模式可视化系统有机结合，使医生得以运用低损伤技术获取信息，避免使用昂贵而危险的损伤性治疗。

ADAC使用AVS/Express后，应用软件开发时间大大缩短。以往需要两到三个月开发一套软件，现在只需不到一周的时间。由于ADAC运用AVS/Express能在短时间内开发出高质量的应用软件，使其产品迅速推向市场。一位ADAC软件开发专家认为，“这些软件的模块化设计能极大地满足FDA测试和认可的需要。”

AVS/Express除了提高ADAC开发者的工作效率之外，还允许ADAC为其用户提供开发平台。这使他们能扩大ADAC产品的应用范围，或者开发出新一代的应用软件。

ADAC官员认为，AVS/Express能很好地满足医学影像的需求，尤其擅长于可视化成象和多模式数据集的分析，很适用于医学影像应用软件开发的标准技术。

3．多模式可视化系统推动医学研究

研究神经和精神病的医生发现，应用多模式可视化软件可以获得更快、更准确的诊断，并及时制定有针对性的治疗方案。

Johns Hopkins University放射系的研究人员运用AVS/Express开发出人脑的非损伤性计算机模型应用软件。这套软件能帮助医生研究人脑在严重受损时（象Alzheimer’s症，尤其Parkinson’s症）所发生的生化改变。研究人员用以前认为不可能的方法将多模式研究结果与解剖学、神经病学资料进行对比，就能探究导致这些疾病中脑部功能异常的各种因素。

“AVS的开发平台和对现有应用软件的支持，扩大了我们的研究成果，”J. James Frost博士（M.D., Ph.D., Johns Hopkins大学放射系教授）说，“AVS为医生提供了简单实用的制图工具，他们无需沉浸于计算机语言的海洋中就能轻松地处理各种图象。”

Frost还认为，AVS软件使应用软件的开发时间缩短了6到12个月。如果没有AVS平台的支持，编程员很可能需要一年多的时间才能将程序编码写成应用程序。

“AVS的优点不仅在于迅速编写应用程序并使其快速运行，更重要的是能随着研究工作的进展而不断改进和强化应用程序，”Frost说。

4．AVS/Express使医学影像实现可视化

医生们需要提高治疗水平并降低诊疗费用，可视化系统正是满足这种需求的有力工具。医学影像的应用软件开发者需要特征鲜明、标准化、应用广泛且简单易学的开发环境。AVS/Express为开发者们提供了快速、有效、可视化的平台，这样，临床医生和研究人员就能从大量的原始数据中获得新知，即以前所未有的方式重新审视这些数据。

这一切都归功于AVS/Express运用可视化编程提供了丰富的、面向对象的、多平台的开发环境。它采用了最先进的显示技术，以保证医学及其他领域的需求。

AVS/Express提供的最有价值的软件和硬件工具，使应用软件开发者能专心工作，尤其在他们从平台的专用系统切入公共系统时。它能消除system-level issue，同时组织base-level code，并管理多个平台和操作系统，充分发挥开发者的想象力和创造力。

二．AVS/Express是发展医学影像综合处理系统的重要工具

医学影像综合处理系统运用先进的可视化技术，可对各种医学影像（CT、B超、MRI等）进行三维重建、影像融合、测量分析等处理，能广泛应用于放射医学、核医学、外科矫形、生物医学工程、影像指导手术等方面，为临床医生和科研人员提供简单实用的图象处理工具，获得高质量、高清晰度、多视角的影像重建效果，以改善诊断和治疗水平。

传统医学主要依靠临床体检和实验室检查进行诊断，而影像学检查则是临床诊断的重要组成部分。一般的影像检查报告只提供平面的或非直观的画面，临床医生只能根据影像专业人员的提示进行判断。医学影像综合处理系统成功地解决了这一难题，为临床医生提供有力的影像处理工具，能非常方便地将疾病或创伤的特征直观化，使医生随时在检查、治疗和手术中获取重要信息，得以更快确诊并制定最佳治疗方案。

在医学研究方面，医学影像综合处理系统为研究人员提供了多种可视化开发和图象资料分析工具。特别是影像强化和多模式融合功能，使形态学和功能性资料的精确对比得以实现，为多种疾病的发病机理及特征的研究提供了有力工具。

医学影像综合处理系统的最大优点就是在已有医疗仪器设备的基础上，无须再添置新的昂贵设备，就能获得全新视角的各种影像，以改善诊疗手段或研究方法。从而以低廉的医疗或研究费用，获取最佳的治疗方案和研究成果。

医学影像综合处理的概念已被世界各大医院和医学研究机构所吸收，包括ADAC实验室、Duke大学、Johns Hopkins医院、柏林Charite-Humboldt大学、Focus Graphics、IMIPS等。其研究成果和产品均居世界领先水平。在这些单位发展的医学影象处理系统中都采用AVS/Express作为开发工具。

三．AVS/Express在医学影像中的主要功能和特点

1．AVS/Express在医学影像中的主要功能为：

以数字化模式保存并处理影像资料；
影像的二维和三维重建，提供多视角和多模式的图象显示；
影像融合，完成不同模式影像间的比较和测量；
提供多种测量工具，用于诊断及治疗的辅助提示。

2．AVS/Express在医学影像中的主要特点为：

1）面向多种使用对象

系统服务于影像及非影像专业人员，支持临床医生及研究人员按照临床需要直接处理医学影像，获得自己所需资料，用于诊断及治疗。医生可将病人的影像资料在办公室、实验室、家中或手术室的终端机上直接进行各种处理及观察，做出判断。

2）单友好的界面

系统采用菜单式操作，用户可从菜单中选择所需图象进行三维处理，包括收集数据、提取并显示感兴趣画面、测量、影像融合等。系统界面友好，操作环境基本一致，用户只需学习简单的直观操作既可完成各种影像处理工作。

3）质量的画面

系统同时具有表面透视及体透视能力，并提供图形硬件加速或软件显示器，支持彩色，确保图象的清晰度。

4）强大的数据处理功能

系统能接受各种影像资料的数据，并转换成标准格式进行存储和处理。病人的影像资料可以放入光盘中永久储存，易于携带，方便临床医生随时在诊断和治疗过程中进行参考和分析。系统还可对各种参数进行测量，包括亮度、方位、面积、体积等。

5）多种影像重建能力

系统能对多种二维图象进行三维重建，并显示三维正交及任意断面图、放大感兴趣画面、明暗度控制、轮廓显示、动态效果等。另外，系统的多模式环境可实现影像融合功能，各种血管、肿瘤、骨骼等组织可融合在一起进行半透明显示及测量。

四．应用示例

1．核医学——AVS/Express推进了核医学的发展

如果将一套高级可视化开发平台，高级多维成象工具和核医学专业知识结合起来，医生们就能制定出以最小风险和花费获得最佳效果的方案。对于需要进行心脏导管插入术、外科手术和其他危险或昂贵的医学检查的病人来说，这是一个好消息。

在现代高速发展的医学领域内，医生必须快速有效地进行诊断。将核医学以及其他来源的医学影像可视化，医生就可以有效利用低损伤技术的信息，避免使用高损伤和高费用的检查。ADAC实验室是核医学影像系统的开发商，使用AVS/Express可视化软件进行开发，帮助医生进行体检并作出评估。

AVS/Express提供的高级可视化工具使ADAC开发出全新的分析和评估医学影像的软件。有了这些工具，医生对某一器官的状况或肿瘤的形成就有了更准确的认识。

例如，注射可被心肌细胞吸收的放射性示踪剂，医生就能测出心脏的工作效率。用其他的示踪剂，则可测定心脏收缩时喷射出的血流量。高级可视化系统能使医生在各种特定条件下更好地评价心脏的整体状况，并制定出有效的治疗方案。

如必须实行手术，高级可视化系统能帮助医生更准确地定位肿瘤或器官，最大限度地减小手术创口和持续时间，减少医疗费用，有利于病人康复。

ADAC使用AVS/Express后，软件开发时间大大缩短。有了AVS/Express提供的高级可视化环境，ADAC现在可以在一周内开发出应用软件，而以前则需要两到三个月的时间。

随着产品开发的快速周转，ADAC能为临床医生提供更大的选择范围，最终提高医疗水平，降低医疗费用。

AVS/Express使ADAC能快速有效地开发出高质量的应用软件，其产品就能快速更新换代并推向市场。有了AVS/Express模块化、多平台的环境，ADAC就能利用原有的开发成果，并方便而快速地建立新的应用软件。这些应用软件的模块化设计使其更为可靠，也加快了ADAC获得FDA测试和认证的进程。

为使软件开发更为有效，AVS/Express允许ADAC的用户在AVS/Express和ADAC提供的基础上开发新一代的应用软件。

ADAC在自行开发的同时，其用户（如大学、医院里的医生和程序员）也想进入ADAC的开发环境。有了AVS/Express，ADAC就能为他们提供便捷的通路。

ADAC正在将已有的200个应用软件转换成AVS/Express开发环境。当这项工作完成后，工作站运作能力加强，对更新更高级技术的需求将促使更多应用软件的开发。

ADAC对AVS/Express的编程能力非常乐观。ADAC相信医学影像对其产品的需求量最大，包括可视化和多维数据库分析系统，而它们也适用于医学影像应用软件开发的标准化技术。到现在为止，ADAC仅仅利用了AVS/Express 10%的内容，他们正竭力探索核医学影像的未知领域。

2．脑部研究

在Boston的Beth Israel Hospital成立大脑影像实验室初期，Ven Thangaraj就认识到快速建立各种研究思想的模型并进行测试,将十分有助于实验室的研究工作。通过市场调查，实验室购买了AVS的可视化软件。尽管Thangaraj的计算机编程知识有限，但他却很快开发出了能对多种医学影像设备的图象进行处理和“合成”的应用软件。在半年内，实验室开发了许多重要的应用软件，并对大脑的活动有了新的认识。

“AVS让我集中精力交互地开发出了一些算法，”Thangaraj说，“而不是编写所有的细目底层代码。”综合医学图象处理系统（iMIPS）公司已经从在Beth Israel设计的功能性磁共振影像（fMRI）开始,努力开发一系列最新产品。例如，病人移动某一肢体时，该仪器会马上摄下大脑的图象，同时探知与该运动相关的大脑活动的变化。将MRI捕捉到的大脑活动的区域与解剖学数据精确地合成或记录，他们就能在同一视图上进行研究。

在与Massachusetts General Hospital（MGH）的PET成象实验室（也使用AVS软件）的Dr. Nathanial Alpert交换意见后，Thangaraj认为MGH开发的一套应用软件可作为商业产品的基础。 “只有使用AVS软件才能使我们的产品iMIPS在短时间内完成，”Thangaraj说，“如果使用其他开发环境，我们可能现在还在纸上谈兵。AVS大大缩短了我们的产品走向市场的时间。有意思的是，像我这样几乎没有编程知识的人，却能做到又快又多。”

iIMIPS提供了价廉物美的医学图象处理软件，并致力于专业技术，包括MRI、fMRI、CT、PET、SPECT的研究。

近年来，很多研究领域对医学影像的需求急剧增加。研究人员往往需要将各种途径获得的图象进行合成或记录，并用2D和3D技术使结果可视化。现举例如下：