医学图像论文范文

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第1篇

将微球投入溶液中，使其分布较均匀，并置于显微镜下观察，得到清晰的微球显微图像。根据我们先前的工作，通过测定微球的外径D以及其在溶液中所成像的黑环内径的d，可以根据有关理论方程来确定微球或其周边介质的折射率。因此，需要精确测定D与d。下面介绍我们用VBAI编写的程序如何实现对微球像D与d的智能自动测定。进入VBAI的InspectionState编辑窗口，可以编辑整个程序的主要过程。我们的设计是:先在“Inspect”过程中对图像进行预处理并找到物体，得到物体个数;然后在“GOON?”过程中判断检测到几个物体，是否已经检测完全部物体;随后在“Measure”过程中对当前序号的物体进行检测。进入每个过程进行具体步骤的编辑，只需双击右侧工具中的相应操作，就可以将该操作加入程序中，在属性窗口中对操作的各项参数进行设定。在“Inspection”过程中，我们首先打开图片，选中循环取图将依次获取目标文件夹中的每个图像文件。如要测量真实尺寸，则要对图像进行标定，VBAI中Calibrateimage有多种方式。通常实验室显微镜采用显微标尺进行标定，选择第一种模式，导入显微标尺的图像，标定完成后生成标定文件，检测时自动读取。

接着我们对图像进行预处理，这将打开visionassistant窗口，可对图像进行LUT变换、滤波、分割、形态学变换等多项操作，在本实例中将图像处理为适合寻找物体的二值化图像。然后对处理过的二值化图片进行DetectObjects操作，得到物体数列。SelectImage操作将原图像读入，代替处理过的二值化图像，为下一步检测做准备。SetVariable的操作是将DetectObjects操作中检测到的物体个数存入代表剩余物体数的X。“GOON?”过程中没有图像处理的具体操作，只在InspectionState编辑中有一个判断，在指向end的箭头定出编辑走向end的条件，为剩余物体数X＜1，当X≥1时将执行默认箭头，走向“Measure”过程。“Measure”过程中，首先IndexMeasurements读取之前DetectObjects中检测得到的物体数列的的第X个物体。接着，要设置程序可以根据物体的位置、大小等自动建立相应的ROI，即检测区域，由于要进行微球图像直径的检测，因此区域类型选择圆环形。然后就可以在检测区域内进行圆的直径检测了，利用FindCircularEdge操作可以很方便地做到这一点。在直径检测中，程序在检测区域内沿径向生成一系列的检测线，曲线为沿检测线方向上灰度值变化曲线的一次导数曲线，反映了灰度值的变化速率，负数部分对应图像由亮变暗，正数部分对应图像由暗变亮，极值处即变化速率最快处，也就是边缘所在位置。曲线上方的参数设定包括判断边缘的阈值，平滑算子的大小，取样宽度，每条检测线之间的间隔等。由于是根据拟合出的曲线确定边缘位置，因此可以超越像素的限制，实现亚像素等级的超分辨率精确度。

检测程序首先得到每条检测线上的边缘点位置，再根据所有边缘点拟合出圆形边界，计算出直径数值，程序中给出精确到0．01个像素的结果。结果的稳定性还要取决于拍摄环境、光照、相机稳定性等。图像中微球边缘的黑环是由于光线折射造成的，根据我们先前工作，证明其粗细与微球与溶液的折射率比值成一定比例关系。因此，程序中通过分别测量各微球的D与d，调整FindCircularEdge操作中搜寻方向、边缘种类等参数可以搜寻到内径圆和外径圆。在精确测定D与d值后，可自动根据我们先前工作导出的方程式，给出微球的折射率或是其周边介质的折射率。Calculator是界面类似LabVIEW图像化编程工具的一项功能，可以由用户自己选择输入输出量、制定复杂的运算程序等，本实例中为利用文献的方程式计算出微球的折射率。DataLogging可以选择需要记录的数据写入指定的txt或csv文件，以便后续的数据分析统计。最后SetVariable将变量X减1。VBAI应用编写完成后可作为专用的检测软件使用，处理图片时将需要分析的图像放在同一目录下，进入VBAI文件，指定该路径，点击RunInspectioninLoop，就可以自动完成所以图片的分析，并得到记录有数据的txt或csv文件。这样生成的检测程序智能、客观、准确、快速，实现了图像中微球的识别寻位、移动ROI建立、两个直径的测量、折射率计算、数据保存等操作的完全自动化运行。而且整个操作与运算排除了人为操作中的主观性因素，精度亦达到亚像素水平，平均单个微球的测量时间仅需0．20s。为了检验其测定的准确性，在对拍摄系统和环境进行标定和控制之后，选择合适的微球作为检测对象进行多次检测。同时，用以往常用的油浸法对微球折射率作对照测定，测得的折射率与本VBAI生成系统测定结果高度吻合，说明VBAI检测程序的测量准确性可重复性较高。

2应用于细胞检测

2．1背景

细胞是生物医学研究的重要对象之一，通过分析细胞的显微图像我们可以得到很多有用的信息。红细胞是人类血液中存在的主要细胞，一直是研究的热点。正常的红细胞呈双凹圆盘状，而衰老和不健康的红细胞会呈棘形、双凹消失等不规则的形态。通过观察与分析显微图像中红细胞的形态可以评价其健康程度。所以这里以红细胞为例说明如何采用VBAI编写适合于进行细胞图像分析的技术过程。

2．2方法

将红细胞悬浮于缓冲液中，置于显微镜下观察，利用数码CCD摄像头拍摄下细胞的图像。检测程序上需要先寻找到各个细胞，再对每个细胞进行检测，与微球检测的过程类似，程序总体设计上依然可以利用上节中微球的检测程序的设计，但需要根据有关图像处理分析的内容更改具体的图像处理分析操作。在图像预处理操作中需要将原始图像处理为适合物体识别的二值化图像，利用VisionAssistant，先对图像转灰度图像、适当的LUT处理，在分割处理上，由于细胞边缘处明暗对比较大，边缘锐利，因此选用基于移动窗口分割的算法可以较容易地找到边缘。通过实验比较证明，选用Backgroundcorrection分割，可综合局部和全局的灰度变化信息。分割移动窗口大小设置为边长接近细胞边缘宽度2倍的正方形最为合适。分割完成后再对二值图像进行一定的形态学变换操作，将边缘尽量变得闭合并填充孔洞。最后进行DetectObjects操。接着将对细胞形态进行分析。首先根据DetectObjects操作中所检测到的物体列表，对每个细胞进行检测区域的建立，即设置ROI。然后依然使用FindCircularEdge操作，在该操作中调整参数，使得检测线能较准确的发现边缘。该操作完成后，将输出一项名为Deviation的参数，该参数代表了细胞边缘与标准圆的标准偏差。同时该操作还可以得到细胞直径等相关的信息。将Deviation除以直径后可以得到细胞边缘与标准圆的相对标准偏差，由于健康红细胞的图像是近似圆形的，因此Deviation参数可以一定程度上反映红细胞的健康程度。将实验中拍摄到的采用不同保存格式、保存不同天数的红细胞图片归类，用VBAI程序进行分析，结果保存在csv文件中。为较健康的细胞，图像中细胞外轮廓近似圆形，Deviation/R=1．2‰;为发生了一定形变的细胞，Deviation/R=3．2‰为严重变形的棘形细胞，Deviation/R=7．3‰。随着细胞变形程度加重，细胞的相对标准偏差值也随之增加。通过软件分析的优势在于:可以客观而定量地给出每个细胞的变形程度;可以快速自动地分析大量的图片，得到大量的数据，并对数据进行后续的统计处理，具有统计学意义。除此之外，还可以获得细胞的大小信息，通过视野内细胞个数，得到细胞分布密度信息等。

3应用于图像的改善

3．1背景

某些生物医学样品的显微图像，由于各种原因，其清晰度与对比度都不能满意，对此，也可以运用VBAI的图像处理的方式对图像进行改善。下面介绍花粉孢子断层扫描图像中噪音及对比度不理想的断层图作改善的技术过程。

3．2方法

首先对整幅图像中的噪杂进行去除，通常改善的方法有空域滤波和频域滤波，两种方法都可通过VisionAssistant中的算法实现。其中空域滤波的算子较多，功能更加丰富。不仅提供了低通、高通等10多种算子、每种算子3×3，5×5，7×7三种尺寸，还可以由用户自定义算子以满足特殊需要。整幅图像改善完成后对左右对比度及清晰度不理想的花粉孢子断层图像进行增强，首先建立一覆盖中央花粉孢子像的区域，使用一可旋转的长方形区域，长方形的方向与左右像平移的方向垂直，宽度等于左右像平移的距离。接着利用Calculator操作计算图11(a)左右像的位置。输入中央像的中心点(X0，Y0)、角度α和平移距离L，则左像、右像中心点(X1，Y1)，(X2，Y2)分别为:X1=X0+L•cosαY1=Y0－L•sinαX2=X0－L•cosαY2=Y0+L•sinα以此为中心点坐标参数，长宽与角度参数使用中央区域的长宽与角度，分别建立覆盖左右像的区域，使用VisionAssistant对左右区域内的图像进行对比度、明暗度的调整增强。得到处理后的图像，三个层面的图像的对比度基本相同。利用VBAI对图像进行处理与改善，不仅功能丰富，适用性强，且操作简单，易于掌握，程序建立完成后还可以快速的对其他同类图片进行处理，大大节省了时间。

4结语

使用VBAI创建图像分析处理程序，可对各种生物医学对象进行分析和检测，可对图像进行处理与改善，其优势在于:

(1)相比起人眼观测和手动测量，本方法能够提供客观和量化的数据，可快速对大量图像进行自动分析并保存检测结果。

(2)相比起通用化的测量分析软件，本方法针对性强，针对各种特定情况和需要制定适应的程序，准确性、有效性和实用性高。

第2篇

目前，生物医学图像信息技术主要包括生物医学图像传输、图像管理、图像分析、图像处理几方面。这些技术同以前的图像技术、医学影像技术都有一定的联系，其在涵盖以往图像技术、医学影像技术的同时，也具有自身的特点，与传统的图像和医学影像技术相比，生物医学图像信息技术更加强调在医学图像信息收集、处理等过程中应用计算机信息技术。

1.1图像成像

从本质上来看，生物医学图像成像技术（下文简称“图像成像技术”）与医学影像技术的区别并不大，仅仅是人们更习惯将其表达为医学影像。生物医学图像成像技术的研究内容为：利用染色方法和光学原理，清晰地表达出机体内的相关信息，并将其转变为可视图像。图像成像技术研究的图像对象有：人体的标本摄影图像、观察手绘图像、断层图像（如ECT、CT、B超、红外线、X光）、脏器内窥镜图像、激光共聚焦显微镜图像、活细胞显微镜图像、荧光显微镜图像、组织细胞学光学显微镜图像、基因芯片、核酸、电泳等显色信息图像、纳米原子力显微镜图像、超微结构的电子显微镜图像等等。

图像成像技术主要包括2个部分：现代数字成像和传统摄影成像。通常可采用扫描仪、内窥镜数码相机、采集卡、数字摄像机等进行数字图像采集；显微图像采集则可应用光学显微镜成像设备及超微结构电子显微镜成像设备；特殊光源采集可应用超声成像仪器、核磁共振成像仪器及X光成像设备。目前，各种医学图像技术的发展都十分迅速，特别是MRI、CT、X线、超声图像等技术。在医学图像成像技术方面，如何提高成像分辨力、成像速度、拓展成像功能，尤其是在生理功能及人体化学成分检测方面，已经引起了相关领域的重视。

1.2图像处理

生物医学图像处理技术，是指应用计算机软硬件对医学图像进行数字化处理后，进行数字图像采集、存储、显示、传输、加工等操作的技术。图像处理是对获取的医学图像进行识别、分析、解释、分割、分类、显示、三维重建等处理，以提取或增强特征信息。目前，医学领域所应用的图像处理技术种类较多，统计学知识、成像技术知识、解剖学知识、临床知识等的图像处理均得到了较快的发展。另外，人工神经网络、模糊处理等技术也引起了图像处理研究领域的广泛重视。

1.3图像分析及图像传输

生物医学图像分析技术，是指测量和标定医学图像中的感兴趣目标，以获取感兴趣目标的客观信息，建立相应的数据描述。通过计算测定的图像数据，可揭示机体功能及形态，推断损伤或疾病的性质及其与其他组织的关系，进而为临床诊断、治疗提供可靠依据。生物医学图像传输技术，是指应用网络技术，在互联网上开展医学图像信息的查询与检索。通过网上传输图像，在异地间进行图像信息交流，可实现远程诊断。同时，在院内通过PACS（数字医学系统—医学影像存档与通信系统），也能在医院内部实现医学图像的网络传递。

2总结

第3篇

【关键词】乡土小说 文学价值 艺术价值

在中国的乡土小说中，关仁山乡土小说采用寓情于景的手法来表达小说的意境，给原本平淡的内容增加了一缕色彩，使飘荡着浓重的乡土气息的小说氛围顿时活跃了起来。在关仁山所创作的乡土小说中，充分地反映了乡村的现实，并以浓重的笔墨将中国的乡村的历史发展，通过乡民们的心路历程表现出来。以现代人的审美角度来审视乡土小说，有失偏颇是避免不了的，但是从不同的角度对乡土小说进行重构，尚可以在一定程度上还原其历史形态。

一、关仁山乡土小说的文学价值

（一）乡土文学是意识形态的表现

中国具有五千年的文明史，是一个农业大国。无论是从传统文化的角度来审视，还是从现代文明的角度来理解，乡土文学的出现，虽然有其特殊的历史涵义，但却是不可丢弃的一种文化积淀。乡土文学的存在，是历史的必然。乡土小说这个概念的凸出，也昭示着一种文化倾向。现代人对于“乡土文学”概念的理解也许比较茫然。看起来这种文学体例似乎已经退出了中国历史舞台，消失在那个特殊的时代里，被现代的文明气息所淹没。但是，既然是历史，就会留下痕迹，并对后代产生影响。关仁山作为著名的乡土小说家，其在创作中，将意识形态更倾向于改革文学。无论是从故事的陈述上，还是从语言表达风格上，都渗透了时代的气息。比如，关仁山所创作的《大雪无乡》中，就将政治意识形态的话语渗透其中，从知识分子的立场来观察底层的生存状态。为了避免出现理解上的冲突，甚至于在关仁山的乡土小说中，将时代隐去，而仅仅将农村的画面展示出来，纯净的乡土，淳朴的农民，带有传统色彩的民俗以及各种各样的男人和女人，构成了一个温馨的图景。意识形态容纳与农民的各种活动当中，通过主人公的鲜明表现力，对于作品定位。因为乡土文学本身，就是一种文明象征。随着经济的发展，社会的变迁，文明形态也在不断地发生变化。文学艺术用自己独有的表现手法，将这段历史记录了下来，并得以保留。用文明的方法，将这段历史的痕迹隐藏在文学作品中，供后人去欣赏和体会。在中国这个文明古国当中，意识形态的形成，是几千年的文化积淀，它不会因为现代都市化文明而有所改变。而要将乡土文化剔除，显然不是很现实的事情，即便是思想观念有所更新，也仅仅是适应现代都市文明的一种表象，并不会因为受到文明的冲击，而失去固有的意识形态。

（二）乡土小说的特殊文化语境

语言，是传达信息的最直接的方式。在乡土小说中，由于其特殊的创作历史背景，使其在语言的表达上也呈现出了独有的文学艺术价值。从小说的描写中我们不难发现，那种处于特殊时代的矛盾状态在字里行间中处处流露。人们对自然的向往，从优美的景物描写中就可以体会得到。以关仁山所创作的长篇小说《麦河》为例，其中以故事陈述的方式，将农村的图景展示出来，其中所出现的“三农”问题，成为小说中的一个关键点。小说的语言具有时代性的特点，其中不乏围绕着土地流转而展开的矛盾斗争。农民的性格不同，对于当时出台的政策的理解也会有所不同，因此就会出现各种故事，其实这些都是建立语言环境的关键点。乡土小说是在特殊的文化历史背景下形成的。那种田园的抒写，其内涵就是传统思想的保留，而随着历史的发展，时代的变迁，人类的思想也会发生着转变，对于乡土小说的理解，当然也已经背离了其传统意义，从意识形态上出现了偏移。传统的艺术特征依然保留在乡土小说当中，这是它的文学价值体现，而从现代人思维模式来理解乡土小说，就需要重新审视和洞见。这就使乡土小说，成为了传统与现代相“碰撞”的焦点，乡土小说中所蕴含的与传统艺术相背离的某种特征也因此凸显出来。

二、关仁山乡土小说的理性价值

关仁山的乡土小说在文坛上是令人瞩目的，并在文学界得到了充分的肯定。尤其是关仁山创作的长篇小说《麦河》中，以其宏达的叙事，鲜活的人物形象以及生动的生活画面，将中国农村的图景表达了出来，其中所表达的更多的社会的理性价值。

关于乡土小说的理性价值在早期的乡土小说也有所体现，但是其主流意识是通过对时代的批判而逐渐展开的。乡土文化充斥其中，并以此为创作背景，展现出批判性主题，同时理性地进行价值判断。时代会影响一个人的创作心理。关仁山的乡土小说在进行乡土小说人物塑造的时候，那种人与自然的若即若离，那种人与当时社会的矛盾冲突，都隐藏在小说的故事情节当中。比如在关仁山的小说《麦河》中，就将“土地流转”的问题写入小说当中，作为一次资本介入的经营，对于农民来讲，却是非常具有影响力的。历史在进步的同时，也要付出相应的代价。在小说中，将乡土文化与人性的美丑都融合到一体，通过复杂的内心世界表达出来。乡土是一种回归，这需要从道德的层面去理解，而处在不同的年代，理性的批判总是要与当时的生存环境相对应。在自然与社会互动之下，人性从乡土小说中充分地展示出来。

三、关仁山乡土小说的地域文化价值

在乡土小说中，地域文化的表现力是非常丰富的，其中不仅包括自然环境，还包括人文环境。当人们在某一环境中生存的时候，其对于环境也存在一定的影响力，给自然环境增添了人的气息。在关仁山的乡土小说中，那种浓厚的乡土文虎，从字里行间中呈现出来，就犹如一幅风情画卷，将地域之美，通过民间文化而展示了出来。比如在关仁山创作的小说《落魂天》中，就将“捞尸”这一行业的性质以及工作的状态表达了出来。从民俗的角度来看，在北方的渤海湾地区确实有“捞尸”的风俗，而在小说中，将这一风俗体现出来，是对于极具地方代表性的特色的一种展示。渤海湾是一个美丽的地方，这里的独特的风景吸引了八方游客，而恰恰是这一点，带动了本地的“捞尸”行业的兴起。在关仁山的乡土小说中，用自然景物来体现民俗习惯的描写已经成为其小说创作的一大特点。在《风潮如诉》中，关于大海的描写是非常震撼人心的，也许正是汹涌的波涛锻炼了主人公的性格，使福林更为强悍无比，将男人顶天立地的气概表达得淋漓尽致。人物的性格以及精神境界通过自然界的崇高表达出来，那种刚毅、那种勇猛，谱写了雪莲湾的英雄形象。

乡土小说本质上属于民俗社会性。阅读乡土小说，从中不难看出其内容中充满了地域的风俗习惯，以及村落群体的文化特色。在中国，民俗学研究是非常重要的。周作人，作为乡土文学理论的主要倡导者，对于民俗学也很有研究。然而在当时，民俗学的研究者多数都是对文学有兴趣的人。他们对于中国民俗的关注，只局限于文学创作的需要，或者仅仅是从兴趣出发。可见，民俗学与文学创作存在着不解之缘。当文学创作在民俗文化的指导下完成的时候，那么，在乡土文学创作就形成了。在许多乡土小说中，民俗不仅仅是作为叙事的背景而表现出来，而是采用了以民俗为主体的叙事方式。从这个角度来看，乡土小说充分地将民俗价值呈现在世人的面前。似乎风俗与宗教总是形影不离。在关仁山的乡土小说《雪莲湾》中，就将雪莲湾独特的文化氛围渲染出来。风俗习惯怪异，其中饱含着原始宗教的痕迹。这里的习俗并没有因为社会的变迁而发生改变，而是继续稳定地延续着，并成为地方特色。在“雪莲湾系列”中，《天高地厚》所展示的是一幅农村在几十年的经历中风雨沧桑画。其中主要描写的是中国华北平原上的一个名为“蝙蝠村”的故事。居住在村里的人对于蝙蝠理论有一种特有的痴迷，并因此而出现了各种传说，不乏诡秘的色彩。蝙蝠村具有丰富的历史传承，随着时代的发展，农村也步入了转型的行列，而蝙蝠村的风俗也因此而受到了打击。在关云山的众多作品中，各种独特的民间风俗都被描绘出来，也正是因为关仁山对于地域民俗的准确把握，而使其创作更具有文学况味。

民俗是乡土小说中的一道独特的风景，其往往是以叙事的方式将风土人情表达出来的。在小说叙事中，情节贯穿整个故事脉络的始终。对于小说叙事主题的叙述，则是将真实的我与想象中的我相结合。故事中叙事的主题在两者游离，展现出一种朦胧的美感。在现代的小说作品当中，将散文的写法应用其中，使小说在叙事的过程中，又呈现出飘逸之感。直观的描写，转变为间接的表达，在景物描写、情感宣泄中，将主题的瞬间感触融入其中。作者的情感与写作目的，也就充分地被发挥了出来。读者再阅读小说的时候，不再具有距离感，而是充分体会到了一种身临其境的感觉。对于关仁山的小说，一些专家所给予的评价是，平淡的故事情节，读起来却不会感到乏味。相反，内容的趣味性，令人感到兴味盎然。加之其中风土人情的描写，将人性美与自然美相融合，塑造了一种另类的审美境界。

总结

综上所述，乡土小说来源于生活，其所散发出来的文学魅力，也与生活息息相关。其将中国文学的优秀秉性传承了下来，但是与传统文学的风格又大相径庭。那种开放的心态，那种理性的批判，会令人有一种朦胧之感，而又觉得清爽自然。乡土小说的文学艺术价值，是将人与自然进行完美结合，使乡土成为了精神向往。

【参考文献】

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[4]韩蜜蜜.论阎连科乡土小说的寓言化创作的表现[J].文教资料，2012（12）.