發布時間：所屬分類：醫學論文瀏覽：1次
摘 要： 正確認識現在醫學圖像發展的特點，圖像的應用對病癥分析有何作用及意義呢?目前醫學發展的新應用技巧又有哪些呢?文章從不同的方面做了介紹。本文選自：《中華消化病與影像雜志(電子版)》,《中華消化病與影像雜志(電子版)》刊于2011年，本刊堅持為社會主義服務
正確認識現在醫學圖像發展的特點，圖像的應用對病癥分析有何作用及意義呢?目前醫學發展的新應用技巧又有哪些呢?文章從不同的方面做了介紹。本文選自：《中華消化病與影像雜志(電子版)》,《中華消化病與影像雜志(電子版)》刊于2011年，本刊堅持為社會主義服務的方向，堅持以馬克思列寧主義、毛澤東思想和鄧小平理論為指導，貫徹“百花齊放、百家爭鳴”和“古為今用、洋為中用”的方針，堅持實事求是、理論與實際相結合的嚴謹學風，傳播先進的科學文化知識，弘揚民族優秀科學文化，促進國際科學文化交流，探索防災科技教育、教學及管理諸方面的規律，活躍教學與科研的學術風氣，為教學與科研服務。
摘要：數字化醫學信息在公用網絡中傳輸時,存在數據包丟失、非法用戶截取、篡改以及在未授權的情況下非法拷貝和分發醫學影像數據等風險。由此可能引發患者隱私泄露,醫學影像被篡改帶來的誤診以及醫學影像的版權糾紛等問題。因此,對共享的數字信息進行真實性,完整性的認證,對病人的隱私信息以及醫學影像的版權歸屬給予保護就顯得尤為重要。在醫療信息共享與協同服務平臺的建設過程中,增強平臺數據傳輸的安全性,已經成為迫在眉睫的問題。
關鍵詞：醫學圖像,水印算法,醫學論文
1.1研究背景與意義
醫療資源分配的不均衡極大阻礙了當前衛生行業發展。一方面,城市大醫院積聚了大量的優秀的醫護人才和高新的醫療器械,能夠提供先進,完善的診療服務。另一方面,基層衛生機構專業人才稀缺、功能不全、服務質量低,在激烈的市場競爭下越來越被邊緣化。政府已把衛生信息化建設作為保障居民平等享有基本公共衛生服務的需要,也是優化資源、提高服務效率、降低成本和醫療費用的需要。項目旨在優化整合湖南省內的醫療資源,實現跨機構的醫療信息交換、共享與協同服務。
數字化信息系統在當今醫療衛生行業中的作用日益突出醫院信息系統包括了輔助教學系統,影像存盤與通信系統(Picture Archiving and CommunicationSystems, PACS)等。這些信息系統的應用,使得病人的電子病歷,醫學影像等診療信息能便捷的在醫院各個診斷部門之間快速傳輸。計算機X射線斷層掃描技術),超聲影像(Ultrasonography, US),磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)等成像技術將釆集的生理信息數字化存儲,取代了原始的膠片存儲方式。數字化的醫學信息通過醫療信息共享平臺提供的協同服務,使得遠程醫療診斷服務得以實現,同時也方便了醫學影像在教學、科研中的應用研究。在享受到醫療信息共享平臺帶來的便利與巨大效益的同時,信息共享平臺也面臨相當大的安全挑戰。
在信息技術飛速發的趨勢下,當前醫療信息系統主要通過傳統密碼學技術來保障數據的安全性的策略面臨著各種局限加密手段僅能夠確保秘密數據從發送端到達接收端的安全。一旦合法接收者解密數據以后,即可對解密后的數據進行非法的篡改或分發。由于拷貝后的數字作品與原作品完全一樣,因此無法鑒定作品是否為盜版作品。此時,傳統加密技術則無法在技術層面對數據進行保護和鑒別。此外,傳統的加密技術往往通過一個單向函數產生作品的數字簽名,并將信息與簽名一起提供給接受方驗證真實性和完整性。而數據在傳輸時容易遭受到信息丟失或篡改。加密技術只能簡單驗證數據是否完整,無法確定遭受攻擊的數據區域。
數字水印作為一種新安全手段在數字作品安全認證,版權保護等應用中有著廣泛應用對區域醫療信息共享與協同服務平臺中不同資源之間的交換與訪問過程,需要對醫療資源的所有權保護、所有權認定、連帶利益與責任進行控制和保護。本文主要研究了可保護醫學影像版權的相關水印技術。從而為激勵醫療信息資源的擁有者可以在嚴格的信息安全保護下能夠較為積極、主動、有償的共享自己的資源信息創造技術條件。
1.2主要研究內容
本文的主要研究內容如下:
1.介紹了數字水印技術基本知識。介紹了醫學影像的發展狀況以及其對水印質量荀求的特點。回顧了近年來國內外醫學圖像相關水印技術的發展。為了解決醫學圖像因水印嵌入而引起的質量下降,根據所參閱文獻釆取了基于非感興趣區域有損水印技術和可逆水印技術兩種策略分別實現醫學圖像的版權保護。
2.從變換域水印技術著手,借鑒傳統有損水印技術對醫學圖像實現版權保護。研究了二維離散余弦變換,探討人眼視覺系統對離散余弦域不同頻率系數敏感度之間的區別。為了增強水印圖像的安全性,研究了相關置亂變換技術。為了增強水印嵌入和檢測的安全性,引入了中國剩余數定理調整余弦域系數嵌入水印和解碼水印。對JPEG壓縮原理進行了探討,幫助水印嵌入流程中選擇合適的嵌入區域來獲得較好的圖像質量和抗壓縮攻擊的能力。
3.從空域可逆水印算法著手,選取抗攻擊能力較好的塊差值算法應用于版權保護。對醫學圖像塊差值分布范圍過大,不如自然圖像集中的特征,提出了改進的塊選取策略來增強水印的透明性和改善溢出。針對彩色醫學圖像多通道的特點,通過冗余嵌入并引入投票理論來提高算法抗噪聲攻擊能力。通過實驗分析了算法關鍵參數的選取,以及這些參數對算法透明性,魯棒性以及嵌入容量指標的影響。
數字水印技術及其在醫學圖像中的應用
隨著信息技術迅猛發展,將數字水印技術應用到數字醫學影像的安全傳輸機制中有著迫切的需要。然而,常規的水印算法如空域最低有效位算法,雙集法頻率的擴頻水印算法等大多針對普通的多媒體數據。傳統的水印算法往往更關注水印信息的隱藏以及在解碼端的有效檢測和提取上。而對于水印信息的嵌入造成的數字作品的輕微質量下降往往不必關注。因此,本章介紹了醫學影像對于圖像質量的嚴格要求的特點,進而引出了基于ROI劃分的水印技術,和可逆水印技術。最后,給出了水印技術在醫學圖像中的可能應用場景。
2.1數字水印技術介紹
數字水印就是將有意義的信息如:圖像標志,序列號,文字等版權信息隱蔽的寫入到數字作品中并且盡可能不引起人生理視覺或聽覺上的感知。從而達到數字作品的真偽鑒別,完整性認證,版權保護,以及秘密通信等目的。水印技術需要對數字作品進行必要的修改來完成信息的嵌入。需要指出的是,大多數水印算法在水印嵌入完成以后,對圖片造成了永久失真,也就是無法通過相應的逆操作。
