医学图像处理综述
医学图像分割方法综述
医学图像分割方法综述林瑶，田捷1北京,中国科学院自动化研究所人工智能实验室,100080摘要: 图像分割是一个经典难题，随着影像医学的发展，图像分割在医学应用中具有特殊的重要意义。
本文从医学应用的角度出发，对医学图像分割方法，特别是近几年来图像分割领域中出现的新思路、新方法或对原有方法的新的改进给出了一个比较全面的综述，最后总结了医学图像分割方法的研究特点。
关键词：医学图像分割 综述1．背景介绍医学图像包括CT 、正电子放射层析成像技术（PET ）、单光子辐射断层摄像（SPECT ）、MRI （磁共振成像技术）、Ultrasound （超声）及其它医学影像设备所获得的图像。
随着影像医学在临床医学的成功应用，图像分割在影像医学中发挥着越来越大的作用[1]。
图像分割是提取影像图像中特殊组织的定量信息的不可缺少的手段，同时也是可视化实现的预处理步骤和前提。
分割后的图像正被广泛应用于各种场合，如组织容积的定量分析，诊断，病变组织的定位，解剖结构的学习，治疗规划，功能成像数据的局部体效应校正和计算机指导手术[2]。
所谓图像分割是指将图像中具有特殊涵义的不同区域区分开来，这些区域是互相不交叉的，每一个区域都满足特定区域的一致性。
定义 将一幅图像，其中g x y (,)0≤≤x Max x _,0≤≤y Max y _，进行分割就是将图像划分为满足如下条件的子区域...：g 1g 2g 3 (a) ，即所有子区域组成了整幅图像。
(b) 是连通的区域。
g k (c) ，即任意两个子区域不存在公共元素。
(d) 区域满足一定的均一性条件。
均一性（或相似性）一般指同一区域内的像素点之间的灰度值差异较小或灰度值的变化较缓慢。
g k 如果连通性的约束被取消，那么对像素集的划分就称为分类（pixel classification），每一个像素集称为类（class）。
在下面的叙述中，为了简单，我们将经典的分割和像素分类通称为分割。
图像处理技术综述
图像处理技术综述图像处理是指对数字图像进行计算机处理的一系列技术。
其目的是识别、理解和改善图像的质量、更好地表示图像中的信息。
图像处理技术通过对图像进行数字处理，对图像进行增强、去燥、去模糊、变形、特征提取等操作，使得图像可以被更好地利用。
图像处理技术的应用广泛，包括医学、航空航天、军事、计算机视觉、娱乐等诸多领域。
下面将简要介绍图像处理技术的几个关键方面。
图像增强图像增强是一种通过对图像进行计算机处理来提高其质量的技术。
增强可以包括调整图像的亮度、对比度或色彩饱和度，或应用锐化技术。
增强可以明显提高图像的质量，以便于人类或计算机视觉系统更好地分析图像。
图像去燥图像去燥是通过对图像进行滤波以减少噪声的技术。
噪声可能是由于图像传感器、图像采集过程或图像处理造成的。
去噪可以提高图像质量，使得信息更加清晰。
图像去模糊是通过计算从模糊的图像中恢复尽可能多的信息的技术。
模糊可能是由于摄像机移动、光照不足、散焦模糊等造成的。
去模糊可以使得模糊的图像清晰化，以便于人类或计算机视觉系统更好地分析图像。
图像变形图像变形是一种改变图像形状、大小、方向等的技术。
变形技术可以用于图像增强、建模、图像贴合等应用中。
特征提取特征提取是从图像中提取关键信息的技术。
这些信息可以包括对象形状、边缘、纹理、颜色等。
经过特征提取处理的图像可以更好地用于对象检测、跟踪、分类等应用。
特征提取是计算机视觉领域中广泛应用的一项技术。
总之，图像处理技术在很多应用领域中都具有重要的作用。
随着计算机技术的发展，图像处理技术的应用将会越来越广泛，对于提高人们的生活质量、推动人类社会进步都将有着重要的意义。
基于UNet结构改进的医学影像分割技术综述
2、UNet模型改进的技术原理和 实现方法
2.1增加网络深度
增加网络深度是提高UNet模型性能的一种有效方法。通过增加编码器和解码 器的层数，可以使得模型具有更强的特征提取能力和更细致的空间信息捕捉能力。 然而，增加网络深度也会带来计算量和参数量增加的问题。一些研究通过使用轻 量级的网络结构（如MobileNetV2、ShuffleNetV2等）来平衡网络深度和计算效 率。
然而，UNet结构仍存在一些问题和不足，需要进一步改进和完善。因此，本 次演示将综述基于UNet结构改进的医学影像分割技术，以期为相关研究提供参考 和借鉴。
文献综述
UNet结构是一种全卷积网络架构，最早由Jens Petersen等人提出，并广泛 应用于医学影像分割任务。UNet结构由编码器和解码器两部分组成，通过跳跃连 接的方式将编码器中的低级特征图传递给解码器中的相应位置，从而保留更多的 空间信息。然而，传统的UNet结构仍存在一些问题和不足，如上下采样过程中的 信息丢失、梯度消失等问题。针对这些问题，研究者们提出了许多改进方法。
总之，U-Net是医学图像分割领域的一种强大工具，其表现出的特性和性能 在许多医学图像处理任务中取得了显著的成功。尽管仍存在一些挑战，如鲁棒性 和资源限制问题，但随着新技术的不断发展，我们有理由相信这些问题会被逐步 解决。未来对于U-Net及其变体的进一步研究，将为医学图像分割提供更准确、 更有效的方法。
U-Net在医学图像分割任务中表现出极佳的性能。例如，在分割CT图像中的 肺组织、MRI图像中的脑组织、X光图像中的骨骼等任务中，U-Net都能够取得超 越传统图像处理算法的性能。同时，通过引入不同的改进策略，如残差连接、注 意力机制、多尺度特征融合等，可以进一步增强U-Net的性能。
图像分割综述
摘要图像分割是把图像划分为有意义的若干区域的图像处理技术，分割技术在辅助医学诊断及运动分析、结构分析等领域都有着重要的研究价值和广泛的应用发展前景。
在阅读大量文献的基础上，本文对图像分割技术的理论基础、发展历程及图像分割方法的热点、难点问题进行了分类综述，对不同分割算法优缺点进行了总结和归纳，并对图像分割的发展趋势进行了初步的展望和预测。
在此基础上，为了对图像分割理论有更直观的认识，本文选取并行边界算法和分水岭算法这两种方法，用MATLAB软件进行了基础的仿真，并对结果进行了分析和总结，本文重点对一些近年来新兴的算法，比如水平集（Level-set）算法、马尔科夫随机场算法（Markov）、模糊算法、遗传算法、数学形态学算法等进行了概略性的探讨，对这些新兴算法的特点、原理、研究动态进行了分析和总结。
关键词：图像分割；边界；区域；水平集；马尔科夫AbstractImage segmentation is an image processing technology that divides the image into a number of regions. Image segmentation has very important significance in supporting medical diagnosis, motion analysis, structural analysis and other fields.Based on recent research, a survey on the theory and development of image segmentation, hot and difficult issues in image segmentation is given in this article. And describes the characteristics of each method as well as their respective advantages and disadvantages in image segmentation .This article introduces and analyzes some basic imaging and image segmentation methods in theory and describes the development trends of medical image segmentation. To have a better understanding of image segmentation, I use MATLAB software to stimulate on images about the parallel edge algorithms and watershed algorithm. And the analysis of the segmentation results is given in the article.This article introduces and analyzes the new algorithms in recent years such as Level-set algorithm, Markov algorithm, Fuzzy algorithm, Genetic algorithm and Morphological algorithm. In this paper, the features, theory and research trends of these algorithms are analyzed and summarized.Keywords: Image segmentation; Border; Area；Level-set；Markov第1章引言1.1 图像分割的背景和重要作用图像是传达信息的一种方式，图像中含有大量的有用信息，理解图像并从图像中抽取信息以用来完成其他工作是数字图像技术中一个重要的应用领域，而理解图像的第一步就是图像的分割。
医学图像分割方法综述
ｆｉｃＩｄ）．统计学
方法的实质是从统计学的角度出发对数字图像进行 建模，把图像中各个像素点的灰度值看作是具有一 定概率分布的随机变量．从观察到的图像中恢复实 际物体或正确分割观察到的图像从统计学的角度看 就是要找出最有可能，即以最大的概率得到该图像 的物体组合来．从贝叶斯定理的角度看，就是要求出 具有最大后验概率的分布 ＭＲＦ本身是一个条件概率模型，其中每个像素 的概率只与相邻点相关直观的理解是，在ＭＲＦ假 设下，大多数像素和其邻近的像素属于同一类以Ｌ ＝｛（ｉ，Ｊ）：１≤ｉ≤Ｎ】，１≤Ｊ≤Ｎ２｝表示一个Ｎｌ× Ｎ：的图像网络以Ｘ＝｛Ｘ。｝表示一个离散取值的 随机场，随机变量Ｘ。可取图像可能的灰度值集合Ｇ ＝Ｉｇｌ，９２，…，ｇＭ｝中的一个，以ｒ。表示ｘ。的一个
２基于区域的分割方法
图像分割通常会用到不同对象间特征的不连续 性和同一对象内部的特征相似性．基于区域的算法 侧重于利用区域内特征的相似性．
２
１阈值法 阈值分割是最常见的并行的直接检测区域的分
割方法ｂ１如果只需选取一个阈值称为单阈值分割， 它将图像分为目标和背景两大类；如果选取多个阈 值分割称为多阈值方法，图像将被分割为多个目标 区域和背景；为区分目标，还需要对各个区域进行标 记．阈值分割方法基于对灰度图像的一种假设：目标 或背景内的相邻像素间的灰度值是相似的，但不同 目标或背景的像素在灰度上有差异，反映在图像直 方图上，不同目标和背景则对应不同的峰．选取的阈 值应位于两个峰之间的谷，从而将各个峰分开． 阈值分割的优点是实现简单，对于不同类的物 体灰度值或其它特征值相差很大时，它能很有效地 对图像进行分割．阈值分割通常作为医学图像的预 处理，然后应用其它一系列分割方法进行后处理．它 也常被用于ＣＴ图像中皮肤、骨骼的分割． 阈值分割的缺点是不适用于多通道和特征值相 差不大的图像，对于图像中不存在明显灰度差异或 灰度值范围有较大重叠的图像分割问题难以得到准 确的结果．另外，由于它仅仅考虑了图像的灰度信息 而不考虑图像的空间信息，阚值分割对噪声和灰度 不均匀很敏感．针对阈值分割方法的缺点，不少学者 提出了许多改进方法，如基于过渡区的方法【６ Ｊ、利用 像素点空间位置信息的变化阈值法＂ｌ、结台连通信 息Ｌ８ ｏ的阈值方法． 对于多目标的图像来讲，如何选取合适的阈值 是基于阈值分割方法的困难所在．至今仍有不少学 者针对该问题进行深入的研究，提出了许多新方法． 在近年来的自动选取阈值方法中，基于最大熵原则
医学图像处理技术综述
2009年第1期福建电脑医学图像处理技术综述周贤善(长江大学计算机科学学院湖北荆州434023)【摘要】：医学影像已成为医学技术中发展最快的领域之一，临床医生在医学图象处理技术的帮助下，对人体内部病变部位的观察更直接、更清晰，确诊率也更高。
本文对图像分割、图像配准和图像融合等医学图像处理技术的现状和发展进行了综述。
【关键词】：医学图像处理；图像分割；图像配准；图像融合0、引言医学图像处理的对象是各种不同成像机理的医学影像，临床广泛使用的医学成像模式主要分为X-射线成像（X-CT）、核磁共振成像（MRI）、核医学成像（NMI）和超声波成像（UI）四类。
在目前的影像医疗诊断中，主要是通过观察一组二维切片图象去发现病变体，这往往需要借助医生的经验来判定。
利用计算机图象处理技术对二维切片图象进行分析和处理，实现对人体器官、软组织和病变体的分割提取、三维重建和三维显示，可以辅助医生对病变体及其它感兴趣的区域进行定性甚至定量的分析，从而大大提高医疗诊断的准确性和可靠性；在医疗教学、手术规划、手术仿真及各种医学研究中也能起重要的辅助作用。
医学图像处理技术包括很多方面，本文主要从图像分割、图像配准、图像融合技术方面进行介绍。
1、图像分割医学图像分割就是一个根据区域间的相似或不同把图像分割成若干区域的过程。
目前，主要以各种细胞、组织与器官的图像作为处理的对象。
传统的图像分割技术有基于区域的分割方法和基于边界的分割方法，前者依赖于图像的空间局部特征，如灰度、纹理及其它象素统计特性的均匀性等，后者主要是利用梯度信息确定目标的边界。
结合特定的理论工具，图象分割技术有了更进一步的发展。
比如基于三维可视化系统结合FastMarching 算法和Watershed变换的医学图象分割方法，能得到快速、准确的分割结果[1]。
近年来，随着其它新兴学科的发展，产生了一些全新的图像分割技术。
如基于统计学的方法、基于模糊理论的方法、基于神经网络的方法、基于小波分析的方法、基于模型的snake模型(动态轮廓模型)、组合优化模型等方法。
医学图像配准技术 综述
医学图像配准技术A Survey of Medical Image Registration张剑戈综述，潘家普审校（上海第二医科大学生物医学工程教研室，上海 200025）利用CT、MRI、SPECT及PET等成像设备能获取人体内部形态和功能的图像信息，为临床诊断和治疗提供了可靠的依据。
不同成像模式具有高度的特异性，例如CT通过从多角度的方向上检测X线经过人体后的衰减量，用数学的方法重建出身体的断层图像，清楚地显示出体内脏器、骨骼的解剖结构，但不能显示功能信息。
PET是一种无创性的探测生理性放射核素在机体内分布的断层显象技术，是对活机体的生物化学显象，反映了机体的功能信息，但是图像模糊，不能清楚地反映形态结构。
将不同模式的图像，通过空间变换映射到同一坐标系中，使相应器官的影像在空间中的位置一致，可以同时反映形态和功能信息。
而求解空间变换参数的过程就是图像配准，也是一个多参数优化过程。
图像配准在病灶定位、PACS系统、放射治疗计划、指导神经手术以及检查治疗效果上有着重要的应用价值。
图像配准算法可以从不同的角度对图像配准算法进行分类[1]：同/异模式图像配准，2D/3D图像配准，刚体/非刚体配准。
本文根据算法的出发点，将配准算法分为基于图像特征(feature-based)和基于像素密度(intensity-based)两类。
基于特征的配准算法这类算法利用从待配准图像中提取的特征，计算出空间变换参数。
根据特征由人体自身结构中提取或是由外部引入，分为内部特征(internal feature)和外部特征(external feature)。
【作者简介】张剑戈（1972-），男，山东济南人，讲师，硕士1. 外部特征在物体表面人为地放置一些可以显像的标记物（外标记，external marker）作为基准，根据同一标记在不同图像空间中的坐标，通过矩阵运算求解出空间变换参数。
外标记分为植入性和非植入性[2]：立体框架定位、在颅骨上固定螺栓和在表皮加上可显像的标记。
基于内容语义的医学图像检索综述
基于内容语义的医学图像检索综述随着医学影像技术的不断发展，医学图像已经成为诊断和治疗的重要工具。
随着医学图像数据的不断增加，如何高效、快速地检索所需的医学图像数据成为了一个挑战。
基于内容语义的医学图像检索技术应运而生，它能够从海量的医学影像数据库中准确地检索出符合特定需求的医学图像，为医生和研究人员提供了巨大的帮助。
本综述将从基本概念、研究现状和发展趋势三个方面展开对基于内容语义的医学图像检索进行综述，旨在为该领域的研究和应用提供一份全面的概述和指南。
一、基本概念1.1 医学图像检索的定义基于内容语义的医学图像检索是指利用计算机视觉、模式识别和人工智能等技术，对医学图像进行特征提取、语义理解和相似度计算，实现对医学图像内容的自动分析和理解，从而实现对医学图像的精确检索和相关性排序。
二、研究现状2.1 基于内容语义的医学图像特征提取在基于内容语义的医学图像检索中，特征提取是一个关键的步骤。
传统的医学图像特征提取方法包括形状特征、纹理特征和灰度共生矩阵等。
近年来，随着深度学习技术的快速发展，深度卷积神经网络（CNN）已经成为医学图像特征提取的主流方法，它能够自动学习到医学图像的高级语义特征，提高了医学图像检索的准确性和效率。
医学图像中包含丰富的语义信息，例如病变的位置、形状、大小等。
基于内容语义的医学图像检索需要对这些语义信息进行理解和表达。
目前，常用的医学图像语义理解方法包括基于规则的方法、基于监督学习的方法和基于深度学习的方法。
这些方法能够有效地提取出医学图像中的语义信息，为医学图像的检索和分析提供了有力的支持。
三、发展趋势随着医学影像技术的不断发展，多模态医学图像（如MRI、CT、PET等）的应用越来越广泛。
如何实现对多模态医学图像的联合检索成为了一个新的研究方向。
未来，基于内容语义的医学图像检索技术将不仅局限于单一模态的医学图像，还将面向多模态医学图像的检索，为医生和研究人员提供更加丰富的信息支持。
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医学图像处理综述 墨南-初夏 2010-07-24 23:51:56
医学图像处理的对象是各种不同成像机理的医学影像。广泛使用的医学成像模式主要分为X射线成像 (X—CT) ，核磁共振成像 (MRI)，核医学成像 (NMI)和超声波成像(UI) 这四类 。
（1）x射线成像：传统x射线成像基于人体不同器官和组织密度不同。对x射线的吸收衰减不同形成x射线影像。（例如人体中骨组织密度最大，在图像上呈白影，肺是软组织并且含有气体，密度最低，在照片上的图像通常是黑影。）常用于对人体骨骼和内脏器官的疾病或损伤进行诊断和定位。现代的x射线断层成像(x—cT) 发明于20世纪70年代，是传统影像技术中最为成熟的成像模式之一，其速度已经快到可以对心脏实现动态成像。其缺点是医生要在病人接收剂量和片厚之间进行折衷选择，空间分辨率和对比度的还需进一步提高。
（2）核磁共振成像(MIR) 发展于20世纪70年代，到80年代才进入市场，这种成像设备具有在任意方向上的多切片成像、多参数和多核素成像、可实现整个空问的真三维数据采集、结构和功能成像，无放射性等优点。目前MRI的功能成像(fMRI) 是MIR设备应用的前沿领域，广泛应用于大脑功能性疾病的诊断,并为肿瘤等占位性病变提供功能信息。MRI 受到世人的广泛重视，其技术尚在迅速发展过程中。 （3）核医学成像(NMI ) ，目前以单光子计算机断层成像(SPECT) 和正电子断层成像(PET) 为主，其基本原理是向人体注射放射性核素示踪剂，使带有放射性核素的示踪原子进入人体内要成像的脏器或组织通过测量其在人体内的分布来成像。 NMI不仅可以提供静态图像，而且可提供动态图像。
（4）超声波成像(Ultrasonic Imaging ) ，属于非电离辐射的成像模态，以二维平面成像的功能为主，加上血液流动的彩色杜普勒超声成像功能在内，在市场上已经广泛使用。超声成像的缺点是图像对比度差、信噪比不好、图像的重复性依赖于操作人员。但是，它的动态实时成像能力是别的成像模式不可代替的
在目前的影像医疗诊断中，主要是通过观察一组二维切片图象去发现病变体．这往往需要借助医生的经验来判定。至于准确地确定病变体的空间位置、大小、几何形状及与周围
生物组织的空间关系，仅通过观察二维切片图象是很难实现的。因此，利用计算机图像处理技术对二维切片图象进行分析和处理。实现对人体器官，软组织和病变体的分割提取，三维重建和三维显示，可以辅助医生对病变体及其它感兴趣的区域进行定性甚至定量的分析。从而大大提高医疗诊断的准确性和可靠性。 在医疗教学、手术规划、手术仿真及各种医学研究中也能起重要的辅助作用。医学图像处理技术包括很多方面。本文主要从图像分割，图像配准，图像融合以及纹理分析技术方面进行介绍。
1. 医学图像分割： 由于人体的组织器官不均匀、器官蠕动等造成医学图像一般具有噪声、病变组织边缘模糊等特点，医学图像分割技术的目的就是将图像中感兴趣的区域清楚的提取出来，从而为定量、定性分析提供基础，同时它也是三维可视化的基础。分割的效果直接影响到三维重建后模型的精确性。
医学图像分割就是一个根据区域间的相似或不同把图像分割成若干区域的过程。目前，主要以各种细胞，组织与器官的图像作为处理的对象。传统的图像分割技术有基于区域的分割方法，基于边界的分割方法和基于阈值的图像分割算法。基于区域的算法依赖于图像的空间域局部特征，如灰度，纹理及其它象素统计特性的均匀性等。基于边界的算法主要是利用梯度信息确定目标的边界。结合特定的理论工具。基于阈值的算法，要选取多个图像灰度取值范围内的阈值，再将图像中各个像素与阈值比较，依据比较的结果将图像划分为互不交叉重叠的区域。 近年来，随着其它新兴学科的发展，产生了一些全新的图像分割技术。如基于统计学的方法、基于模糊理论的方法、基于神经网络的方法 、基于小波分析的方法、基于模型的snake模型f 动态轮廓模型) 、组合优化模型，以及基于三维可视化系统的Fast Marching算法和 Watershed变换的医学图象分割方法等。虽然不断有新的分割方法被提出。但结果不是很理想。目前研究的热点是一种基于知识的分割方法．即通过某种手段将一些先验的知识导入分割过程中，从而约束计算机的分割过程，使得分割结果控制在我们所能认识的范围内而不至于太离谱 。比如在肝内部肿块与正常肝灰度值差别很大时。不至于将肿块与正常肝看成2个独立的组织 。
医学图像分割方法的研究具有如下显著特点：现有任何一种单独的图像分割算法都难 以对一般图像取得比较满意的结果。要更加注重多种分割算法的有效结合： 由于人体解剖结构的复杂性和功能的系统性。虽然已有研究通过医学图像的自动分割区分出所需的器官、组织或找到病变区的方法脚，但目前现成的软件包一般无法完成全自动的分割．尚需要解剖学方面的人工干预f 4 1 。在目前无法完全由计算机来完成图像分割任务的情况下，人机交互式分割方法逐渐成为研究重点：新的分割方法的研究主要以自动、精确、快速、自适应和鲁棒性等几个方向作为研究目标。经典分割技术与现代分割技术的综合利用(集成技术)是今后医学图像分割技术的发展方向。 2．图像配准。 如何使多次成像或多种成像设备的信息得到综合利用，弥补信息不完整、部分信息不准确或不确定引起的缺陷，使临床的诊断治疗、放疗定位、计划设计、外科手术和疗效评估更准确，已成为医学图像处理急需解决的重要课题。
医学图像配准是通过寻找某种空间变换，使两幅图像的对应点达到空间位置和解剖结构上的完全一致。要求配准的结构能使两幅图像上所有的解剖点，或至少是所有具有诊断意义以及手术区域的点都达到匹配。目前医学图像配准方法有基于外部特征的图像配准(有框架) 和基于图像内部特征的图像配准(无框架) 两种方法。后者由于其无创性和可回溯性，已成为配准算法的研究中心。基于互信息的弹性形变模型也逐渐成为研究热点。互信息是统计两个随机变量相关性的测度，以互信息作为两幅图像相似性测度进行配准基于如下原理：当两幅基于共同的解剖结构的图像达到最佳配准时，它们对应的图像特征的互信息应为最大。
图像配准是图像融合的前提，是公认难度较大的图像处理技术，也是决定医学图像融合技术发展的关键技术。 近年来国外在图像配准方面研究很多，如几何矩的配准、利用图像的相关系数、样条插值等多项式变换对图像进行配准。国内研究人员也提出了一些相应的算法：对于两幅图像共同来估计其正反变换的一种新的图像配准方法，称为一致图像配准方法；采用金字塔式分割，进行多栅格和多分辨率的图像配准，称为金字塔式多层次图像配准方法；为了提高CT、MR I、PEC多模态医学图像的三维配准、融合的精度，还可以采用基于互信息的方法。不同的医学图像提供了相关脏器的不同信息，图像融合的潜力在于综合处理应用这些成像设备所得信息以获得新的有助于临床诊断的信息。利用可视化软件，对多种模态的图像进行图像融合，可以准确地确定病变体的空间位置、大小 、几何形状以及它与周围生物组织之间的空问关系，从而及时高效地诊断疾病，也可以用在手术计划的制定、病理变化的跟踪、治疗效果的评价等方面。在放疗中，利用MR图像勾勒画出肿瘤的轮廓线，也就是描述肿瘤的大小；利用 CT图像计算出放射剂量的大小以及剂量的分布，以便修正治疗方案。在制定手术方案时，对病变与周围组织关系的了解是手术成功与否的关键，所以CT与 MR图像的融合为外科手术提供有利的佐证，甚至为进一步研究肿瘤的生长发育过程及早期诊断提供新的契机。在CT成像中，由于骨组织对x线有较大的吸收系数，很敏感而在 MR成像中，骨组织含有较低的质子密度，所以 MR对骨组织和钙化点信号较弱，融合后的图像对病变的定性、定位有很大的帮助。由于不同医学成像设备的成像机理不同，其图像质量、空间与时间特性有很大差别。因此，实现医学图像的融合、图像数据转换、图像数据相关、图像数据库
和数据理解都是亟待解决的关键技术。 2. 图像融合。 图像融合的主要目的是通过对多幅图像问的冗余数据的处理来提高图像的可读性．对多幅图像间的互补信息的处理来提高图像的清晰度。因为不同的医学影像设备获取的影像反映了不同侧重点的信息：功能图像(SPECT、PET等)分辨率较差，但它提供的脏器功能代谢和血液流动信息是解剖图像所不能替代的；解剖图像(CT、MRI、B超等) 以较高的分辨率提供了脏器的解剖形态信息，其中CT有利于更致密的组织的探测，而 MRI能够提供软组织的更多信息。多模态医学图像的融合把有价值的生理功能信息与精确的解剖结构结合在一起．可以为临床提供更加全面和准确的资料。
融合图像的创建分为图像数据的融合与融合图像的显示两部分来完成。目前，图像数据融合主要有以像素为基础的方法和以图像特征为基础的方法。前者是对图像进行逐点处理。把两幅图像对应像素点的灰度值进行加权求和、灰度取大或者灰度取小等操作。算法比较简单，不过实现效果和效率都相对较差．融合后图像会出现一定程度的模糊。以图像像素为基础的融合法模型 后者要对图像进行特征提取、目标分割等处理，用到的算法原理复杂，但是实现效果却比较理想。
图像融合的步骤一般为：①将源图像分别变换至一定变换域上；②在变换域上设计一定特征选择规则；③根据选取的规则在变换域上刨建融合图像；④逆变换重建融合图像。⑤融合图像的显示。
融合图像的显示常用的方法有伪彩色显示法、断层显示法和三维显示法等。伪彩色显示一般以某个图像为基准用灰度色阶显示，将另一幅图像叠加在基准图像上，用彩色色阶显示。断层显示法常用于某些特定图像。可以将融合后的三维数据以横断面、冠状面和矢状面断层图像同步地显示。便于观察者进行诊断。三维显示法是将融合后数据以三维图像的形式显示， 使观察者可更直观地观察病灶的空问解剖位置。这在外科手术设计和放疗计划制定中有重要意义。
目前,医学图像融合技术中还存在较多困难与不足。首先，基本的理论框架和有效的广义融合模型尚未形成。以致现有的技术方法还只是针对具体病症、具体问题发挥作用，通用性相对较弱。研究的图像以CT、MRI、核医学图像为主，超声等成本较低的图像研究较少,且研究主要集中于大脑、肿瘤成像等；其次由于成像系统的成像原理