随着生活质量的提高和现代医疗科技的发展,科技辅助使人类实现越来越强大的解决能力,医学图像检查技术是当今医疗领域内必不可少的辅助技术。医学超声检查作为病灶初筛的首选,是因为它无创、时间分辨率高且便于实现价格低廉,但超声图像不同于CT、磁共振等图像,它由于其成像原理更加容易受外界环境因素及设备参数等限制条件影响,导致图像不清晰、对比度低、灰度不均匀且组织边界模糊不清等问题。而医疗设备自带的图像处理软件只能满足医生在医疗设备上对图像进行简单处理,并不能提供学术研究平台,并且目前医学图像多为DICOM(Digital Imaging Communications in Medicine)格式,使得现有的一般图像处理软件并不能直接读取处理。因此,开发一套能够读取和改善医学超声图像质量的仿真平台成为病灶研究的切实需求。本文基于MATLAB设计了一套医学超声图像处理仿真平台。该平台具有对DICOM格式图像进行图像增强、图像滤波、图像分割、形态学处理及边缘检测等6个模块38个功能。并创新性的将脉冲耦合神经网络(Pulse Coupled Neural Network,PCNN)图像分割纳入平台,利用图像信息熵最大准则确定迭代次数。最后以人体胆囊结石医学超声图像中两类典型的、具代表性的结石病变图像作为实验图像,通过主观评价与客观评价相结合的方式对仿真平台进行测试及算法评价,并总结出了一套适用于人体胆囊结石医学超声图像的处理流程。实验结果表明:(1)图像增强模块:两幅实验图像经平台中图像增强模块处理后,图像的灰度级范围得到了调整,对需要重点观察的结石部位信息进行了加强,不重要的、有影响的信息进行了减弱,很好的解决了超声图像对比度低、灰度不均匀的问题。(2)图像滤波模块:对两幅实验图像分别进行平台中四种不同算法的滤波处理,并将窗口大小统一设置为5×5,利用客观评价指标信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)来验证四种滤波效果的有效性,经测试,实验图像胆固醇结石超声图像的信噪比为7.951dB,经均值滤波、中值滤波、高斯平滑滤波与维纳滤波处理后的信噪比分别提高为12.496dB、18.095dB、23.152dB、28.345dB,表明平台滤波模块能够有效地改善超声图像的清晰度。(3)图像分割模块:利用阈值分割、区域分割以及PCNN分割三种分割算法分别对两幅实验图像的结石部位进行分割,并将结果与医生手工分割图像进行重合配准,结果表明,PCNN分割具有与人脑相似的识别能力,与手工分割重合效果最佳;阈值分割效果相较于PCNN分割,过分割的面积更大一些,但阈值分割算法计算量小,更容易实现;区域分割结石轮廓不够光滑清晰且结石内部也存在过分割现象,但区域分割可以做到定位分割。(4)形态学处理模块:利用该模块中膨胀、腐蚀、开运算和闭运算对区域分割后图像进行处理,将结果与医生手工分割图像进行重合配准,可发现经形态学处理后的区域分割图像填补了过分割的部位,使区域分割在定位分割的同时提高了分割精度。(5)边缘检测模块:对两幅测试图像分别进行Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子、Canny算子和LoG算子的边缘检测,使用Pratt提出的边缘检测算子客观评价量化指标品质因数R作为客观评价标准,利用医生手工分割图像作为主观评价标准,结果表明,五种算子都能做到边缘检测准确,主客观评价相一致。综上所述,经平台处理后的图像拥有更好的可视度,有效提高了原图像的图像质量,丰富了图像信息量。本平台不仅为医护和研究人员实现了多样化的医学图形处理方式,扩展了医学图像研究的方法,也为相关医学图像处理技术算法的研究和改进提供了有效的参考;同时,对于非编程专业的医务工作者来说,该平台界面友好、参数调节灵活、操作简单,可转化为.exe可执行文件,脱离MATLAB环境运行。