前言：我們精心挑選了數篇優質數字化進展文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發，助您在寫作的道路上更上一層樓。

第1篇

1 數字化外科技術的概況

數字化外科學是以醫學影像學及解剖學為基礎，將三維重建、計算機輔助設計和制造、計算機導航系統等相關的數字化技術應用于臨床外科，將二維圖像或結構光測量數據轉化為三維立體測量分析，從而精確地輔助及模擬手術設計。數字化技術最初應用于骨科、神經外科等。1983年，Hemmy等[1]首次將三維重建技術應用于顱頜面外科，開啟了數字化技術在顱頜面應用的先河。隨著計算機技術的發展，計算機輔助設計和制造技術（CAD/CAM）也被應用于顱頜面外科。1986年，Mankovich[2]首次以虛擬頭顱三維重建技術為基礎，將計算機輔助鑄造出的硅膠用于眶顴骨缺損的病例中。隨著數控加工技術日益成熟，快速成型技術（Rapid prototyping tecnology，簡稱RP技術）問世。1991年，RP技術中光固定化立體造型（SLA）在維也納首次被引入口腔頜面外科的臨床應用。20世紀90年代，計算機輔助手術技術開始應用于顱頜面外科，1991年，Atobelli等[3]在計算機生成的三維圖像上模擬了顱面整形手術。近幾年，3D攝影、手術導航系統、醫學智能機器人等新型技術在國內外顱頜面臨床開始應用[4-6]。

2 數字化外科技術的組成

2.1三維重建技術：三維重建技術是在二維CT圖像數據的基礎上，利用計算機技術將其轉化為模擬數據輸出為三維立體圖像，從而準確地顯示解剖結構與病變的空間位置、大小、幾何形狀以及與周圍組織結構的空間關系，為顱頜面外科的畸形修復和顏面整形提供了更為精確且量化的模擬。1979年，Herman 等[7]報道了人體器官及骨組織的三維重建技術，將數字化技術引入外科學。20世紀80年代至90年代，三維重建技術迅速發展。1984年，Marsh[8]利用三維CT重建技術進行了顱眶整復手術的模擬設計；1986年至1989年，建立起基于CT 影像資料的計算機輔助顱頜面外科手術三維模擬設計系統[9-10]。1995年，Gulyas 等[11]提出了應用數字化三維技術進行顱頜面外科手術設計的理念。近年來，三維重建技術在顱頜面外科的應用已不僅局限于硬組織，顱面部的三維重建可從組織結構進行細致的分層顯示，將面部皮膚、皮下淺筋膜、面部血管神經等逐層顯示出來[12-13]。三維重建技術是數字化外科的基本技術，為模擬外科提供了重要的方法。

2.2計算機輔助設計技術（CAD）和計算機輔助制造技術（CAM）：計算機輔助設計技術是數字化外科的核心，利用CT掃描得到的對顱面部解剖結構的虛擬數據，在三維編輯軟件環境下，對數據進行各種處理，完成數字化三維重建。其組成包括：鏡像技術、有限元分析、自由曲面構建技術、數據分割技術、數據構建技術、圖像配準技術、差值分析技術等。應用計算機輔助設計軟件可對顱面骨進行三維重建，在PC機上完成顱面骨虛擬切割和移動，使復雜手術的模擬成為可能并預測術后效果。很多學者將計算機輔助設計及制造技術應用于頜面骨缺損修復、畸形修復以及頜面牽引成骨，均取得了良好效果[14-17]。

計算機輔助制造技術（CAM）以快速成型技術（簡稱RP技術）為代表。快速成型技術是20世紀80年代后期發展起來的新型工業制造，它以光敏樹脂為原料將計算機輔助設計零件（CAD）模型通過軟件分層離散和數據成型系統重新分層、逐層疊加，完成填充物的輪廓編輯和成型，從而制造出三維實體模型，其中SLA方法是目前快速成型技術領域中研究最多且技術上最為成熟的方法。SLA工藝成型的零件精度較高，加工精度可達到0.1mm，原材料利用率近100%。在顱頜面外科，在CT掃描數據基礎上運用快速成型技術制作的三維頭顱模型能直觀、真實、立體、精確地顯示顱面部的三維解剖結構及空間關系，在此基礎上可進行精確的測量和準確的臨床診斷，為制定合理的手術治療計劃提供重要依據。同時，術前可在三維頭顱模型上進行手術設計、模擬操作并預制個性化修復體進行填充。

2.3計算機輔助手術模擬（Computer Assisted Surgery Simulation，CASS）：計算機輔助手術模擬是虛擬手術的一種，是基于各種醫學影像數據運用計算機圖形學與虛擬現實來模擬、指導手術，使復雜精確的手術成為可能。對于顱頜面外科而言，準確的術前設計是手術成功的保證，因而建立基于CT的三維圖像的虛擬現實外科計劃、模擬系統的計算機系統工作站對顱頜面外科有重大意義。近年來，CASS開始應用于顱頜面復雜畸形和創傷患者的治療修復并取得了良好的效果[18-20]。

2.4計算機輔助導航系統（computer assisted navigation system， CANS）：計算機輔助導航系統是計算機輔助外科技術的重要組成部分。計算機輔助導航系統是將計算機處理的三維模型與實際手術進行交互，通過紅外線或者激光對手術器械位置的追蹤，最大可能地提供術區信息，屬于計算機增強現實。其基本操作步驟包括獲得術前三維圖像、制定手術方案、模擬手術和術中注冊導航。計算機導航的優點：①定位確切，使手術更為精準，提高手術成功率；②將三維模型與手術部位準確匹配，實施個體化手術方案；③避開重要解剖結構，使手術更為安全，減少術后并發癥；④輔助教學和遠程醫療[21]。導航系統的精確度主要受系統本身誤差、影像資料的準確性、術中組織移位等因素的影響[22]。

2.5數字化新技術： 已被證實，機器人手臂可以完成復雜的手術軌道切割[23]。隨著術中導航系統的成熟，出現了比機器人手臂更為完善的手術機器人輔助系統，可獲得比外科醫生手術操作更為準確的精度，如用于顱內植入定位[24-25]。迄今為止，相關機電研究為手術機器人輔助系統進入臨床提供了堅實的基礎，但是在術中應用的安全性還需進一步被證實[26]。

3 數字化技術在顱頜面外科治療中的應用

顱頜面外科是法國整形外科專家Tessier教授于20世紀60年代后期創立的一門新興學科。它通過特殊的截骨和植骨方法將顱頜面骨分塊移動，按照整形修復原則重新排列組合與固定，從根本上矯正各種嚴重的顱頜面畸形[27]。顱頜面腫瘤、外傷和畸形經常導致嚴重的咀嚼功能障礙和面部輪廓損壞，顯著降低患者的生活質量。然而，畸形的顱面骨是立體多面且不完全規則的，X片和CT的二維圖像不能對三維結構進行立體呈現和定量測定，導致受損及畸形骨的復位缺乏準確性，通常很難恢復預期的面部形態。對于外科醫生而言，提高顱頜面缺損和畸形患者的術后效果仍然是一個挑戰。把數字化技術應用于外科診斷和治療中，可以幫助解決這個問題[28]。

3.1在顱頜面腫瘤中的應用：數字化技術在顱頜面腫瘤的評估、手術切除和術后修復中均有重大幫助。一些學者應用三維數字立體攝影測量技術評估患侵襲性纖維瘤病的兒童進行下頜骨節段性切除術后2年內的面部發育情況，認為三維數字立體攝影測量是一種客觀、量化的監測面部增長的無創性方法[29]。Lübbers等[30]為一個巨大額骨和顳骨骨母細胞瘤的患者進行術前虛擬規劃，運用鏡像技術和導航系統在術中切除病灶，同時利用自體顱骨根據健側重建患側，術后效果良好，為復雜的顱頜面腫瘤手術提供了新方法。近年來，國內不少學者也將數字化技術應用在顱頜面腫瘤并取得了很好效果。一些學者對14例顴上頜骨骨纖維異常增殖癥的患者進行術前顱面骨三維重建，運用鏡像技術精確標記需要切除的骨量，術中導航系統指導病變骨的切除，每例患者術后效果與預先估計值最大差異小于2mm[31]。此外，數字化技術在顱骨缺損修復也有應用。數字化三維顱骨成形技術應用在Ⅰ期顱骨修補術，提高顱骨塑形的精確度，減少顱骨修補術后的并發癥和縮短手術時間[32]。

3.2在顱頜面外傷中的應用：在顱頜面外傷中，眶顴骨折占很大比例。眼眶重建修復最大的困難在于眼眶周邊結構復雜，血管神經豐富，要精確恢復病前的眼眶骨性輪廓和恢復眼外肌功能是臨床的一個難點。傳統的手術雖然行之有效，但卻會給患者留下外觀上的缺陷。國外一些學者將術前手術模擬和術中導航相結合，對外傷導致的單側眼眶畸形進行修復重建，解剖學復位精度高，但由于軟組織限制導致的繼發畸形并未完全克服。結果提示，術前模擬手術和術中導航可為復雜的眶壁修復提供有益的指導[33]。國內有學者研究表明，計算機輔助導航外科有助于提高顱頜面陳舊性骨折的復位精度[34]。一些學者運用鏡像技術制作眶顴骨折患者的三維頭顱模型，并在模型上對鈦網進行解剖塑形，修復眶壁缺損的準確性比預成鈦網更高[35]。此外，SLA模型在顱骨缺損的修復中也有著廣泛應用。一些學者應用光學三維成像和快速成型技術對比例越過面中線的頜面大面積缺損進行假體移植，證實虛擬移植用于保留眼結構的大面積頜面部缺損修復是可行的[36]。

3.3在顱頜面畸形方面的應用： 顱頜面畸形修復手術包括了對先天及后天因素導致頭面畸形的矯治。手術成功與否不僅取決于手術操作，在很大程度上也取決于精確的手術方案[37-39]。傳統的手術在石膏模型上模擬手術截骨軌跡，這對于要求高精度的復雜顱頜面畸形手術是巨大限制，于是開始有學者運用三維計算機手術模擬（CASS）進行顱頜面手術術前設計[40]。一些學者收集12例顱頜面畸形患者，為其制造三維顱骨模型，并進行兩次模擬手術：在CASS輔助下進行模擬手術和傳統手術。術后從顱面整體骨骼矯正以及上頜、下頜、頦的矯正水平分別進行統計學評估。結果表明，運用CASS取得的手術效果明顯優于傳統方法，術者應用CASS能更好地矯正偏牙合畸形，恢復下頜骨的對稱性[41]。Malis等[42]在術中導航的輔助下對顳下頜關節強直患者進行了精確的截骨術和假體置入，完成了全顳下頜關節置換術，術后效果良好。

3.4在顱頜面外科其他領域的應用： 一些學者使用3D立體攝影或3D軟件進行顱頜面術前與術后軟組織的評估，以及軟組織的變化和正頜手術復發的客觀評價[43-44]。一些學者運用三維電腦斷層數據的體積和表面積分析可精確評估冠突的大小，為冠突肥大的臨床診斷和治療提供了幫助[45]。

4 展望

數字化技術可為復雜的顱頜面畸形提供準確的診斷及合理有效的治療方案。近年來，有關顱頜面外科術前三維重建及術中導航應用的研究激增，但數字化技術需要基本的設備和軟件，花費的時間比較多，使用成本也較高，臨床推廣有一定限制。另外，很多醫生對數字化外科的熟悉程度不夠，很難將其靈活運用于臨床，遠期的評估及相關的收益分析也有待進一步研究。這需要計算機、機電和醫學等多方面人才的共同努力，才能將數字化技術的優勢在顱頜面外科充分發揮。

[參考文獻]

[1]Hemmy DC，David DJ，Herman GT.Three-dimensional reconst ruction of craniof acial deformity using computed tomography[J].Neurosurgery，1983，13（5）：534-541.

[2]Mankovich NJ，Curtis DA，Kagawa T，et parison of computer-based fabrication of alloplastic cranial implants with conventional techniques[J].Prosthet Dent，1986，55（5）：606-609.

[3]Altobelli DE，Kikinis R，Mulliken JB，et puter-assisted three-dimensioal planing in craniofacial surgery[J].Plast Recondstr Surg，1993，92（4）：576-585.

[4]Heike CL，Upson K，Stuhaug E，et al.3D digital stereophotogrammetry：a pratical guide to facial image acquisition[J].Head Face Med，2010，28：18.

[5]Rana M，Essig H，Eckardt AM，et al.Advances and innovations in computer-assisted head and neck oncologic surgery[J].J Craniofac Surg，2012，23（1）：272-278.

[6]Bast P，Popovic A，Wu T，et al.Robot- and computer-assisted craniotomy： resection planning， implant modelling and robot safety[J].Int J Med Robot，2006，2（2）：168-178.

[7]Herman GT，Lin HK.Three-dimensional display of human organs from computed tomograms[J].Comput Graph Proc，1979，9：1-21.

[8]Vannier MW，Marsh JL，Warren JO.Three-dimensional CT reconstruction images for craniofacial surgical planning and evaluation[J].Radiology，1984，150（1）：179-184.

[9]Marsh JL，Vannier MW，Bresina S，et al.Applications of computer graphics in craniofacial surgery[J].Clin Plast Surg，1986，13（3）：441-448.

[10]McEwan CN，Fukuta K.Recent advances in medical imaging：surgery planning and simulation[J].World J Surg，1989，13（4）：343-348.

[11]Gulyas G，Pulay G，Volant M，et al.Cranioplasty using computer-designed implants（preliminary report[J].Ory Hetil，1995，136（44）：2393-2397.

[12]Girod S，Keeve E，Girod B.Advances in interactive craniofacial surgery planning by 3D simulation and visualization[J].Int J Oral Maxillofac surg，1995，24（1）：120-125.

[13]Tanna N，Wan DC，Kawamoto HK，et al.Craniofacial microsomiasoft-tissue reconstruction comparison： inframammary extended circumflex scapular flap versus serial fat grafting[J].Plast Reconstr Surg，2011，127（2）：802-811.

[14]歸來，夏德林，張智勇，等.三維模型技術在顱面創傷修復中的應用[J].中華創傷雜志，2004，20（4）：213-216.

[15]歸來，左鋒，張智勇，等.顱骨缺損的個性化修復[J].中華整形外科雜志，2004，20（2）：98-100.

[16]Robiony M.Distraction osteogenesis：a method to improve facial balance in asymmetric patients[J].J Craniofac Surg，2010，21（2）：508-512.

[17]Edwards puter-assisted craniomaxillofacial surgery[J].Oral Maxillofac Surg Clin North Am，2010，22（1）：117-134.

[18]Xia JJ，Gateno J，Teichgraeber JF，et al.Accuracy of the computer-aided surgical simulation （CASS） system in the treatment of patients with complex craniomaxillofacial deformity： A pilot study[J].J Oral Maxillofac Surg，2007，65（2）：248-254.

[19]Gateno J，Xia JJ，Teichgraeber JF，et al.Clinical feasibility of computer-aided surgical simulation （CASS） in the treatment of complex cranio-maxillofacial deformities[J].J Oral Maxillofac Surg，2007，65（4）：728-734.

[20]Gateno J，Xia JJ，Teichgraeber JF.New Methods to Evaluate Craniofacial Deformity and to Plan Surgical Correction[J].Semin Orthod，2011，17（3）：225-234.

[21]張詩雷，張志愿，沈國芳.計算機及三維導航技術輔助外科手術的應用進展[J].中國口腔頜面外科雜志，2004，2（3）：187-190.

[22]Iseki H，Muragaki Y，Nakamura R，et al.Intelligent operating theater using intraoperative open-MR [J]. Magn Reson Med Sci，2005，4（3）：129-136.

[23]Korb W，Engel D，Boesecke R，et al.Development and first patient trial of a surgical robot for complex trajectory milling[J].Comput Aided Surg，2003，8（5）：247-256.

[24]Askara，Bumm K，Federspil PA，et al.Update on computer- and mechatronic-assisted head and neck surgery in Germany[J].HNO，2008，56（9）：908-915.

[25]Klein M，Hein A，Lueth T，et al.Robot-assisted placement of craniofacial implants[J].Int J Oral Maxillofac Implants，2003，18（5）：712-718.

[26]Bast P，Popovic A，Wu T，et al.Robot and computer-assisted craniotomy： resection planning， implant modelling and robot safety[J].Int J Med Robot，2006，2（2）：168-178.

[27]歸來，宋業光.顱頜面外科創立30 周年回顧[J].中華整形外科雜志，1997，13（6）：403-406.

[28]Wang LY，Du HM，Zhang G，et al.The application of digital surgical diagnosis and treatment technology： a promising strategy for surgical reconstruction of craniomaxillofacial defect and deformity[J]. Med Hypotheses，2011，77（6）：1004-1005.

[29]Chung HK，Sherif GK，Jim W，et al.New method for analysis of facial growth in a pediatric reconstructed mandible[J].Am J Orthod Dentofac Orthop，2011，139（4）：285-290.

[30]Lübbers HT，Jacobsen C，K？nü D，et al.Surgical navigation in cranio-maxillofacial surgery： an evaluation on a child with a cranio-facio-orbital tumour[J].Br J Oral Maxillofac Surg，2011，49（7）：532-537.

[31]Wang X，Lin Y，Yu H，et al.Image-guided navigation in optimizing surgical management of craniomaxillofacial fibrous dysplasia[J].J Craniofac Surg，2011，22（5）：1552-1556.

[32]唐 凱，林曉風，郭文龍，等.數字化三維顱骨成形技術在Ⅰ期顱骨修補術中的臨床應用[J].中國微侵襲神經外科雜志，2010，15（8）：355-356.

[33]Bryan Bell，Michael puter-Assisted Planning，Stereolithog raphic Modeling，and Intraoperative Navigation for Complex Orbital Reconstruction： A Descriptive Study in a Preliminary Cohort[J].J Oral Maxillofac Surg，2009，67（12）：2559-2570.

[34]沈國芳，于洪波，張詩雷，等.計算機輔助導航系統在頜面部陳舊性骨折治療中的應用[J].中國口腔頜面外科雜志，2009，7（3）：195-199.

[35]何冬梅，李政康，范先群，等.計算機輔助導航系統和個體化三維鈦網在陳舊性眶顴骨折治療中的應用[J].中國口腔頜面外科雜志，2011，9（2）：143-150.

[36]Feng ZH，Dong Y，Bai SZ，et al.Virtual transplantation in designing a facial prosthesis for extensive maxillofacial defects that cross the facial midline using computer-assisted technology[J].Int J Prosthodont，2010，23（6）：513-520.

[37]Gateno J，Xia JJ，Teichgraeber JF，et al.Clinical feasibility of computer-aided surgical simulation （CASS） in the treatment of complex craniomaxillofacial deformities[J].J Oral Maxillofac Surg，2007，65（4）：728-734.

[38]Santler G.3-D COSMOS： A new 3-D model based computerised operation simulation and navigation system[J].J Maxillofac Surg，2000，28（5）：287-293.

[39]Swennen GR，Barth EL，Eulzer C，et al.The use of a new 3D splint and double CT scan procedure to obtain an accurate anatomic virtual augmented model of the skull[J].Int J Oral Maxillofac Surg，2007，36（2）：146-152.

[40]Xia JJ，Gateno J，Teichgraeber JF.New clinical protocol to evaluate craniomaxillofacial deformity and plan surgical correction[J].J Oral Maxillofac Surg，2009，67（10）：2093-2106.

[41]Xia JJ，Shevchenko L，Gateno J，et al.Outcome study of computer-aided surgical simulation in the treatment of patients with craniomaxillofacial deformities[J].J Oral Maxillofac Surg，2011，69（7）：2014-2024.

[42]Malis DD，Xia JJ，Gateno J，et al.New protocol for 1-stage treatment of temporomandibular joint ankylosis using surgical navigation [J].J Oral Maxillofac Surg，2007，65（9）：1843-1848.

[43]Hajeer MY，Ayoub AF，Millett DT.Three-dimensional assessment of facial soft-tissue asymmetry before and after orthognathic surgery[J].Br J Oral Maxillofac Surg，2004，42（5）：396-404.

[44]Sykes JM，Amin SH，Hatcher DC，et al.3D analysis of dentofacial deformities： a new model for clinical application[J].Facial Plast Surg Clin North Am，2011，19（4）：767-771.

第2篇

［關鍵詞］ 放射學信息系統;計算機;述評

倫琴發現X線為放射學的發展奠定了基礎，在其后的100余年中，隨著各種新型成像技術不斷出現及改進，放射學由單純的X線成像發展到包括CT、MRI、超聲、核醫學、計算機放射成像（CR）、數字放射成像（DR）等各種數字化成像技術的現代影像學階段。成像技術的改進，同時也引起了包括思維模式、工作流程、管理方式等一系列改變與挑戰。20世紀70年代初期CT的問世，成為傳統放射學步入現代影像學時代的革命性標志，在其后的時期里逐漸出現了各種各樣的成像技術，但根本進展為影像醫學的數字化，后者使得醫學影像學進入了迅猛發展的時期。

1 醫學影像數字化進展

1.1 CT技術進展 CT是20世紀70年代初期發展起來的新型成像技術，主要特點是:橫切面、斷層、數字化圖像，徹底改變了近百年來傳統X線圖像結構重疊、信息單一的缺陷，使得成像技術和圖像讀取、分析方式發生了質的變革。近30年來，CT的發展一直圍繞著掃描速度（數據采集速度）、圖像清晰度（空間分辨率和密度分辨率）及掃描范圍（數據采集范圍和方位）的和諧統一而進行。初期CT采用的是間歇式進床步進式掃描的單純層面成像方式，主要機型為常用的第1～3代CT，存在的主要問題為掃描速度慢，時間分辨率差及信息丟失、遺漏等缺陷?；h技術的出現為螺旋掃描奠定了基礎，后者采取X線球管旋轉與進床同步進行的掃描方式，解決了掃描速度、圖像清晰度與掃描范圍之間的矛盾，使得三者得到了完善的結合。在此基礎上相繼開發出的雙層、四層、八層及當今最先進的六十四層CT，則更加體現了成像速度快、圖像清晰度高、掃描范圍大的優點，使得以前不能行CT檢查的部位或器官，能夠進行CT檢查，極大拓展了CT的應用范圍，如血管成像、三維成像（仿真內窺鏡）、灌注成像及心臟成像等，為活體檢查提供了極具實用價值的工具。多層CT的下一個換代產品將是采用平板探測器的容積CT（Vo- lume CT ），屆時CT將不再是單層或多層掃描，而是某個特定解剖范圍的整體掃描。

1.2 MR技術進展 MRI自20世紀80年代中期應用于臨床后，已成為現代影像學的重要成像手段之一。就成像速度、圖像清晰度及臨床應用范圍而言，MRI進展主要表現在電子學、梯度場和射頻場等方面，與此密切相關的脈沖序列和實時成像技術的發 展，極大拓寬了檢查的適應證和檢查深度，除常規的二維和三維成像功能外，還可進行MR血管造影（MRA）、彌散（dif-fusion）、灌注（perfusion）、功能成像（fMRI）、MR波譜分析（MRS）、顯微成像及實時成像等。實時成像是指在人體功能活動的同時進行成像，可顯示人體功能活動時組織結構的相應變化，即所謂MR透視，可進行實時血管造影、心臟成像、介入檢查和其他功能成像。fMRI目前主要利用血氧水平依賴法（BOLD）成像，通過檢測組織內血氧代謝變化（含氧血紅蛋白和脫氧血紅蛋白）而產生信號對比。主要用于腦皮質和脊髓功能定位，以確定腫瘤與中樞神經功能區的關系。彌散成像反映分子水平水分子的運動狀況，根據不同組織或病變內水分子彌散運動的差別產生圖像對比，并可測量組織的彌散系數（ADC值），主要用于鑒別不同類型水腫（如血管源性、細胞毒性和間質性水腫）、腫瘤、炎癥與梗死，以及白質纖維束的走行。灌注成像通過測量血流通過時間（MTT）和腦血流容積（rCBV）等參數，以觀察毛細血管水平血流運動及分布狀況，主要用于腦血管病變及腫瘤性病變的檢查。MRS通過觀察病變區域代謝產物（如乳酸鹽、肌酐、膽堿等）的變化情況，分析病變的性質。目前，本技術處于初期臨床應用階段。

1.3 常規X線技術進展 常規X線檢查在現代醫學影像學中仍占有非常重要的地位，約占所有影像檢查的48%。近年來傳統X線檢查方法的主要進展也是圖像數字化。在X線源不斷改進的同時，通過改進信息接收與處理技術，由過去的模擬數據輸出轉變為數字化輸出。數字化圖像的主要優點為可進行圖像后處理及網上傳輸與交流。模數轉換的方式包括:①傳統X線膠片經掃描后變成數字圖像，但有數據丟失;②影像增強器取得模擬信號，經模擬轉換后，以模擬信號輸出，如DSA;③CR，也稱影像板放射成像技術;④DR，也稱電子成像板放射成像技術。后兩者為目前已廣泛應用的數字X線影像技術，也使得常規X線技術成為真正數字化圖像。

1.4 其他成像技術 SPECT、PET及超聲等也已成為數字化成像技術，尤其是前二者是在CT基礎上發展起來的影像技術，在采集信息的手段上明顯有別于傳統的核素掃描，克服了普通核素掃描定位準確性差的缺點，PET還可反映器官和組織的功能代謝信息。

1.5 圖像融合技術 前瞻性地將采集的多幅圖像處理為一幅圖像的技術，稱為圖像融合技術。而將所采集的多幅圖像處理為一幅圖像的技術，稱為圖像疊加技術。現有的各種成像技術，所得圖像各有特點，如解剖結構和功能圖像等。融合方法可由圖像的單純疊加而成，也可經兩種不同設備合成一種新的單一設備而成，如CT-PET結合，則融合了CT顯示解剖結構清晰與PET顯示病變及功能異常敏感性高的優點，克服了CT顯示病變敏感性低而PET顯示解剖結構差的缺點。目前，已有少量該型設備成功用于臨床。其他類似的融合設備技術也有應用，如CT血管造影、MRI血管造影等。

1.6 圖像存儲與傳輸系統 隨著影像技術的進展，尤其是能獲取大量數據信息的多層CT、MRI等先進設備的廣泛應用及各種檢查方法的增多，獲取的圖像和信息量呈幾何級數增長。若這些影像資料仍停留于原始的處理方式和傳統的管理方法上，已遠遠不能滿足臨床業務的需要，并可能成為阻礙醫院發展的“瓶頸”。因此，有必要使用一種全新的方式來管理、存儲、傳輸和使用這些信息。計算機網絡技術的圖像存儲與傳輸系統（PACS）的誕生，使解決這一矛盾成為了可能。PACS主要由三大部分構成:圖像獲取、存儲與處理、顯示系統。一般而言，PACS應與放射科的各種成像設備（包括CR/DR、CT、MRI、DSA、SPECT、PET、US等）、放射信息系統（RIS）及醫院信息系統（HIS）實現平滑連接，通過對圖像及文字的存儲、傳輸、調用等功能，達到院內信息共享、提高診療效率與質量、無膠片化管理、克服時間及地域限制、模擬手術、甚至遠程會診等目的。因此，PACS應成為醫院診斷鏈和治療鏈中最重要的環節和醫院實現真正數字化的基礎。

2 影像數字化帶來的挑戰

2.1 思維方式變化 經過百余年的發展，傳統放射學診斷已形成了固定的思維模式，即以X線片為信息載體，反映的主要是組織或器官病變的大體病理信息，診斷思維分析主要以形態學改變為依據。隨著現代影像醫學的發展，影像學已由二維圖像轉變為三維圖像和動態圖像，由單純診斷轉變為診斷加治療，由過去的大體、宏觀觀察轉變為宏觀加微觀（細胞、亞細胞、分子水平）和流動信息觀察，由過去單純的解剖學形態觀察轉變為解剖形態加功能觀察，由真實影像轉變為真實加虛擬影像，由單一科室轉變到全院、甚至通過互聯網鏈接全世界。所有這些變化，也必然要求影像科及臨床科室醫師的診斷思維模式隨之發生改變，必須同時兼顧宏觀與微觀、靜態與動態、結構與功能、形態與成分等分析。

2.2 工作流程變化 影像診斷中，現代影像學檢查手段獲得的呈幾何級數增長的各種信息及PACS電子式“軟拷貝”取代了傳統的“硬拷貝”（照片），必然會有意或無意地受到習慣勢力的阻礙。由于我國的計算機普及程度尚不廣泛，大多數醫務人員對計算機操作并不十分熟練，特別是老一代的醫生，一般均習慣于 傳統的觀片燈閱片方式。尤其是在需要反復對比多幅新老圖像時，使用多聯觀片燈最為簡捷。使用PACS后，傳統的“觀片寫報告”方式也將被“熒光屏+直接微機報告”或“熒光屏+口述錄音+微機報告”所替代，這種新型的方式截然不同于以往。另外，在信息采集與處理方面，也將出現信息采集在先，資料重組、顯示及處理在后，最后只把經處理后有用的資料經PACS有效傳輸到相關科室的方式。這種工作流程的改變，也是對傳統方式的一種挑戰。因此，在這方面還應著力培養影像專業醫師盡快更新觀念和意識、增強網絡意識、重新組織影像科室的診斷作業流程。

2.3 影像檢查手段的合理使用與醫療費用問題 影像檢查消費與檢查所用設備、檢查內容及方法等密切相關。傳統放射學主要基于X線檢查（如正位、側位平片），檢查手段單一、簡單，耗時及耗材較少，診斷分析相對容易。盡管普通CT獲取的信息數據量明顯多于X線平片，但仍以二維斷層切面為依據，用少量普通膠片即可承載其所有圖片信息。因此，上述二者的使用及相關費用并不太高。但螺旋CT、MRI及CR/DR等數字設備應用后，盡管其能在短時間內用不同的方法、從不同的方位（如矢狀位、冠狀位、橫軸位）、不同的層次（如大體解剖水平、分子水平、流動信息等）獲得大量的圖像信息，利于診斷和治療，但這些圖像信息也帶來了相應的挑戰。一是如此大量的圖像若仍由傳統沿用的“X線片”作為載體，將引起極大的資源浪費，也增加了病人的費用。如一次顱腦MRI平掃加增強掃描，若同時使用多序列、多方位檢查，將一次性產生幾百幅圖像。若病人同時應用CT、CR/DR或核素掃描，甚至CT、MRI三維掃描及重建，產生的圖像將更多。若病人因病需要多次復查，其產生的圖像及相關費用將難以想像。二是盡管PACS的實施使無膠片放射學成為可能，但病人仍需一份自帶片以備外診使用，但如此大量的“X線片”圖像將給診斷分析、攜帶及保存帶來困難。因此，檢查手段的合理使用與組合為現代醫學影像學所面臨的另一個挑戰，這要求影像科及臨床醫生必須熟知各種影像學檢查手段的適應證與禁忌證（即比較影像學），根據不同病變或同一病變的不同時期，采用最佳的影像學檢查手段，如急性或超急性期腦梗死以MRI檢查最為敏感，急性期腦出血則以CT檢查更敏感。影像學醫師還需清楚如何選擇檢查的最佳方位（如橫軸位、冠狀位或矢狀位等）及最佳方法（如增強掃描、動態掃描、灌注成像、彌散成像等）。如此，可在充分滿足醫、教、研需要的同時，最大限度地縮短檢查時間，節省病人開支，避免無謂的資源浪費。

第3篇

關鍵詞：測繪學 信息化測繪 數字化測繪 進展研究

近幾年，隨著社會經濟的快速發展，我國的測繪事業應從以前的模擬測繪發展到了數字化測繪，而目前正在往信息化測繪方向發展。我國要想構建一個以基礎地理信息獲取智能化、社會化、空間化、實時化、服務網絡化以及處理自動化為特征的一種新型信息化測繪體系，其必須要對其進行認真地研究，在準確地掌握該測繪技術的基礎上進行創新，從而推動我國測繪事業的發展。

一、信息化測繪技術的重要性

測繪行業一直以來都是社會各界活動中一項基礎服務型的行業，其先進性主要表現在我國科學研究、經濟建設以及國防建設等各個應用領域，據相關資料顯示，人類生活中各項活動的信息獲取都離不開其自身空間位置的明確，假設把相關信息依附在這些空間數據基礎設施中具體的邏輯平臺中，能夠實現不同空間位置信息的發掘和交流?；A地理信息作為空間數據基礎設施中的具體核心內容，因其具有廣泛的基礎創造性，現已經發展成為了能夠適應社會發展應用戰略的需求和信息社會中活力發展點的內容之一。提出信息化測繪這一概念，是針對我國當前現代化測繪的社會需求以及發展形式所提出的，所謂信息化測繪主要是指在數字化測繪的建筑的基礎上所構建的，在完全網絡化運行的條件下，有效、實時地為社會各類用戶提供相應的地理空間信息綜合服務的一種測繪方式，信息化測繪方式不僅涵蓋了數字化測繪技術的所有特點，同時還具有一些數字化測繪技術所不具備的特征。信息化測繪體系將獲取的地理空間信息以及數據庫的建設，從靜態生產轉化為實時更新與動態變化監測，由原來的基礎設施升級和改造成為了一種適應當前社會功能公共使用的設施，從數字化測繪技術發展到信息化測繪技術的這一過程，是一項重大科學技術的變革歷程。

二、從數字化測繪向信息化測繪的發展進程及其目標的確定

（一）發展進程

簡單來講，數字化測繪體系是將空間數據的相關資源和3S技術作為其具體的核心內容，廣泛應用網絡存儲技術，從而實現采集獲取詳細的數據、處理加工及其對其的應用管理等數字化的進程，其獲取產品的形式也從以前的傳統紙質地圖轉變成現代的4D產品。信息化測繪技術是數字化測繪技術的發展和延續，不管是從具體技術層面還是從其相關的生產流程方式來講，信息化測繪技術體系能滿足當前的科技發展規律。

當前信息化測繪技術主要是通過獲得的實時多源空間化數據信息來作為系統的支撐，其技術手段主要為大規模自動智能化信息管理存儲的模式手段，使其成為一個豐富的地理空間信息產品模型。信息化測繪技術能夠利用便捷和快速的相關網絡安全設置來為人們的日常生活各個領域部門提供相應的多元化、人性化信息服務。

（二）目標的明確

設置信息化測繪技術系統最終目標是不管人們在任何時候或者任何地點都能充分地享有其自身所需要的各種地理服務信息。其具體的目標主要表現在幾個方面：

1.測繪技術學科在發展的過程中，應建立三維、地心、海陸天為一體的一種動態測量框架，使其能夠快速、無縫地控制空間測圖。

2. 測繪技術學科在發展的過程中，應該建立綜合、多層次地理觀測平臺，該平臺涉及到海洋、航空、陸地、低空以及衛星等各個領域，同時該地理觀測平臺還應該具有微波和激光等不同空間領域的高精度實時影像截獲能力。

3. 測繪技術學科在發展的過程中。應建立有效處理信息化測繪數據一些關鍵的技術系統，其主要的關鍵技術為新型多源觀測數據的處理系統，以此能夠分析和解決信息化測繪技術中的難點，使其成為一種處理觀測數據的先進技術。

4. 測繪技術學科在發展的過程中，必須要進行相關關鍵技術的突破，以此達到地理空間數據信息共享的目的，研發具有自主知識產權的一種新型信息化測繪軟件，以此提升地理信息的個性化智能服務能力，豐富地理信息內容的模式，促使其成為一種各個領域一體化的服務工具。同時，還應對有關的網絡地理空間信息的管理技術和數據模型基礎理論進行研究，在符合網絡大環境下實現多維時空信息高效、智能的傳遞。此外，還要健全空間信息集成的相關規范標準，通過突破各個核心應用，促使其真正成為一個可供發展的信息集成硬件具體平臺。

三、在數字化測繪基礎上信息化測繪的服務特征

根據上述文中的分析，我們可以發現，當前的測繪技術在服務保障能力上需要進行相應地提升。在信息化測繪體系中，對其相關的戰略任務應該進行有效地規劃，促使其在各項系統工程建設中能夠有效地實施，是當前測繪行業的首要任務。

在數字化測繪基礎上信息化測繪的服務特征為以下幾點：第一，提升服務保障層級，信息化測繪技術能夠使測繪服務系統相對應的層次有效地體征，在明確測繪技術系統輔助地位的時候，利用測繪的支撐作用來強化和推動我國測繪事業的發展。第二，變化服務保障模式，測繪技術體系模式的改變主要有后續服務模式的轉變、空間信息應用模式的轉變等。第三，提升了服務保障質量，其主要表現在產產品服務的優化以及不斷增值，使得相關空間數據信息的信息內容和質量能夠滿足當前社會發展的需求，特別是對空間信息現勢性的改變尤為明顯。此外，還加強了其服務保障的效果，確保了各保障服務的有效、及時和合理。

結束語

綜上所述，信息化測繪作為國防建設、社會發展以及經濟建設的基礎事業。在未來的發展中有著特別廣泛地前景，但同時也面臨著非常嚴峻的挑戰。這就要求在數字化測繪向信息化測繪的發展進程中，我們必須要克服各種不利的因素，有效地調動各方面積極因素，促進地理信息產業和測繪事業的發展，真正意義上實現信息化測繪。

參考文獻：

[1] 鹿慶龍.從數字化測繪到信息化測繪的測繪學科新進展[J].科技創新與應用，2012，（5）：31-31.

[2] 寧津生，楊凱.從數字化測繪到信息化測繪的測繪學科新進展

[J].測繪科學，2007，32（2）：5-11.

[3] 杜彩云.從數字化測繪到信息化測繪的測繪學科新進展探究[J].

廣東科技，2012，21（13）：167-168.

[4] 申巖.“數字化測繪”與“信息化測繪”的內涵及英譯[J].中