机器视觉在医疗领域的应用一直在不断进步，从传统的药品包装、药瓶、标签等视觉检测到目前对生物芯片的检测，放射科的X放射成像一直都在基于胶片的基础上，病人的拍片就需要给医生提供胶片，医生根据胶片上的图像来诊断病情。随着数字放射影像技术的发展，相信机器视觉在医疗领域的应用会有更大的突破，这也就是本文题目所提出的，先进的医疗技术在借助机器视觉的帮助下会给人们带来更多的益处。下面这篇文章讲述了机器视觉在生物芯片检测中的应用，详细讲述了数字放射成像是如何获取可见图像的。

医疗领域的机器视觉传统上的机会来自包装应用：硬质泡沫塑料衬垫包装，热密封消毒的塑料包装，小瓶检测等等。但是随着医疗工具和程序的增多，受到全球人口的老龄化，基因学和proteomics的不断成功，还有在提高医疗质量的同时需要减少医疗成本这些需求驱动，机器视觉正在进一步的深入医疗应用。

今天，机器视觉作为诊断工具(比如，数字放射影像术和血液/药品探测)，还有作为医疗生产中质量检测工具，对从导尿管到复杂的生物芯片的高级设备进行完全测试，机器视觉在医疗中的应用越来越多。

Bringing the Lab to You

虽然针对从条形码到硬质泡沫塑料衬垫包装所有包装应用对于机器视觉来讲仍有最大的医疗应用，但是专家们正在将传统应用扩展到新的医疗应用领域。

机器视觉集成商moviMED将机器视觉引入医疗工业。moviMED 的总裁和执行官Markus Tarin解释说：“我们的一个新应用是生物芯片的检测。生物芯片被用于point-of-care测试，经常针对用生物试剂测试血液，来查看从疾病到遗传异常的所有细节。”
     生物芯片结合电子学和微应用流体学。生物芯片使用各种电子器件或医疗方法指示、混合和抽取极小数量的流体与医疗试剂进行混合。然后，在机器里通过光学刺激获得结果，并返回结果以外的荧光信号。生物芯片能进行多个相同的成像显示和以前在实验室进行的血液测试，而不需要等待和把样本送到一个单独的地方测试的成本。使用半导体技术使得生物芯片最小化将极大地减少每个测试成本，并可以进行在制药发现中常见的批量测试。小设备和高容量的结合意味着机器视觉系统能够解决微小尺寸的特征，经常通过视野测量几个厘米。

moviMED的Tarin说：“我们已经在生物芯片的生成过程中开发机器视觉，包括一次检测50个生物芯片的机器人台架(gantry)系统。作为项目的一部分，机器视觉技术定位生物芯片上的基准标记并告知专业配药师，在这里将医疗试剂分发到生物芯片。在它们分发完后，加工过程就开始了，我们使用机器视觉来确保满足需要的属性，比如医疗代理相对于基准标记的质量中心位置，尺寸和医疗样本的形状。今天，我们的检测系统能完成每年2~3百万生物芯片的质量检查。”

将运动控制和其它自动化系统与机器视觉规则地结合起来解决医疗应用的moviMED也帮助确保猪的组织用于人类心脏valve替代手术中。“我们开发了一个四轴运动控制系统来延伸valve组织，机器视觉测量超过一定时间后组织的弹性。猪valve的某个部分比其它更加有弹性。这个系统正在准备转化为产品。”

moviMED最特殊应用之一是开发出跟踪数字磁性水珠（beads）。在这种情况下，Maxwell Sensors,开发出制造100到300长度的微水珠。每个水珠有唯一的标识，并携带荧光团，这是一个通过一些化学、机械或电子方法给予能量后能发光的分子。Maxwell传感器设计微水珠用于在高容量、快速药物发现、医疗成像或生物化学传感的军事和其它应用中。从理论上讲，每个具有不同化学荧光团或传感器的微水珠组成的多个微水珠(microbeads)在测试中与未知的样本相互作用。这意味着这组需要一个图像处理系统，这个图像处理系统能够读取微水珠上的唯一标识，并检测来自一个微水珠通过微流体(micro-fluidic)通道传递的单个荧光信号。

moviMED的Tarin解释说：“这不太容易，但是我们开发了能够在一个微流体通道中每秒读取300微水珠的概念原型(conceptual prototype)。随着更多的nanotechnology用于药物传送和抵御疾病，机器视觉的特殊能力能够看到人不能看到的，并能够达到我们从没有达到的速度，来帮助把世界变得更加安全和更加健康。”

数字X射线：一个生机勃勃的机会

数字放射影像学或不带胶片X射线一直是主要商业实现近二十年的尖头技术。这看起来很长时间，但跟许多好注意一样，消费者(比如医疗机构)还没有准备。就在十年前，很少医院拥有Picture Archiving and Communication Systems (PACS)，它的高带宽数据网络能够存储、传输和显示数字X射线。更为重要的是，放射学人员对这项技术不熟悉，对数字图像的精确度，特别是基于计算机缺陷的可能性也不熟悉。

到2008年的时候发生了很大的变化。基础设施正在提上日程。放射性技术人员对数字技术越来越熟悉，而且关键是随着大多数医疗成本在逐步提高的时候，X射线系统为医院节省了更多的钱，带来了更大的利益。专家分析，数字放射学处理能力比传统的基于胶片的X射线高5到7倍。他们也不需要影片、相关的环境和劳动力成本。

但是阻碍仍然存在。当数字放射学出现时消费者有多种选择。直到1990年，所有X放射线都是基于二极管和胶片的。在二十世纪九十年代末，Adimec就能提供针对医疗X放射的CCD相机。基于新的CCD技术，Adimec现在开发新一代camera-lens-assemblies，提供多种灵活的，集成的性价比高的X放射图像处理方案。

在这种技术下，X射线穿透病人，这些不会被吸收的射线穿透一个图像增强器，它能把它们转化为可见光。然后CCD收集来自图像强化器/影像屏幕的穿透光线。

新的技术包括大面积无定形(amorphous)硅和硒flat panel detectors (FPD)，还有具有兆像素CCD或CMOS传感器大成像屏幕。硒直接与X射线相互作用，将X射线转化为一个电子信号，这时硅使用一个成像闪烁屏(phosphor scintillator screen)将X射线能量转化为可见光。FPD以视频帧率静态和动态地采集snapshot或X射线。这些技术迅速发展成熟，并有可能提供更高质量图像；但是，新技术数量少就转化为更高购买价格。具有兆像素传感器的的成像术，直接数字放射成像学(DDR)提供高分辨率和相对便宜的价格，但是不能达到图像增强器/CCD模块和动态FPD那样的帧率。