随着数字化影像技术的不断发展，许多数字化设备的软硬件技术被广泛应用于临床。由于每种成像模式成像原理不同，使得信息采集点也存在差异。依据成像原理的不同，医学成像模式大体可分为两类：一是功能成像，包括正电子发射断层成像(PET)、单光子发射断层成像(SPECT) 等。二是解剖成像，包括磁共振成像(MRI)、计算机断层成像(CT)以及X射线成像等，它们产生形态学图像。在临床骨科中，单一成像已难以满足临床诊断的需要，所以功能成像和解剖成像的结合是目前的发展趋势，由此促进了医学图像融合技术于20世纪90年代迅速发展，整合了功能影像与解剖影像的优点，为临床骨科诊断提供更全面的医学信息。
　　1、医学图像融合的原理
　　医学图像融合是指对医学影像信息，X 线、CT 和MRI 等解剖成像与SPECT、PET 等功能成像利用计算机软件将之融合，实现多信息的同步可视化，对相关医学影像起到互补的作用。医学图像融合技术的一个完整的系统是由医学成像及处理设备与融合软件的相结合。图像融合技术是把采集自不同时间、设备的图像，在空间上配对、整合，通过在两幅图像数据集上寻找某种几何变换关系，将一幅图像数据的坐标转换到另一幅图像坐标系中去，使它们之间的空间位置达到匹配。图像融合技术的过程为:特征提取、图像数据处理、误差评估、图像数据进行对位、分析数据。而对位是图像融合技术的关键和难点。
　　2、图像融合在骨科的应用
　　2.1 PET 与CT、MR 相融合
　　2.1.1 PET-CT Townsend 等在1999 年美国核医学年会上首先报道了他们研制的PET-CT 机，Townsend 的PET-CT 一次检查就可获得PET 与CT 的相融合图像。这样使CT 图像与PET 图像不仅能够得到准确地匹配，且为PET 图像提供了一种更为精确而快速的衰减校正方法。其特点：常规骨平面显像对少发病灶(1或2枚) ，以及核素摄取轻度异常的多发性、局限性病灶的定性( 良、恶性) ，都缺乏特异表现。通过CT 图像与PET 显像的融合，可更好的帮助临床医生提高肿瘤的特异性诊断。Even-Sapir E 等报道：PET-CT 对骨转移瘤，诊断敏感性为100％，特异性为88％，无论是溶骨型肿瘤还是成骨型的。其优势：对比传统的单一影像学诊断，PET-CT 具有以下明显优势：(1)定位精确；(2)通过精确定位，减少周围正常组织器官照射剂量，且肿瘤区域给予足够高的治愈剂量；(3)肿瘤较活跃部位能够精确显示，且定位活检精确。
　　2.1.2 PET-MR 相比PET-CT，PET-MR 的研究更加令影像医生期待，因PET-MR 除具有PET-CT 的优点外，还可以提供更多的软组织信息，这样，其信息可应用于高精度的PET 图像衰减校正，更进一步提高图像质量和空间分辨率。现今，美国已成功将PET 晶体置入MR 内部，并已获得了大鼠脑部同机融合图像，在国外已经用于临床，在国内将于今年年底装机投入使用，相信PET-MR 很快在国内应用于临床。
　　2.2 SPECT 与CT、MRI、DR 图像相融合及X 线断层融合
　　2.2.1 SPECT-CT 单一的单光子发射计算机断层骨显像提高了诊断的灵敏度，对辨别病灶的解剖部位缺乏准确性。通过对CT 的解剖定位功能以及CT 的诊断功能，加之SPECT的诊断灵敏度，其相融合后进一步增加了诊断骨骼病变的准确性。恶性肿瘤一般以组织病理学结果为诊断的“金标准”。但若对全部病灶均获得病理学结果是不切实际的。随着当今社会人类恶性肿瘤发病率的增加，而医疗水平不断发展，治疗方案不断完善，肿瘤患者生存期的延长，恶性肿瘤发生骨转移的机会也明显增加。据报道，骨转移瘤占全身转移性肿瘤的发生率由5％左右增加到目前的15％～ 20％，列第3位，仅次于肺和肝转移。对于骨骼系统，转移性骨肿瘤的发病率是原发恶性骨肿瘤的35～40倍。脊柱为转移瘤的常见部位，约占骨转移瘤的90％，其中又以胸腰椎多发灶多见，约为75％和63％。
　　在骨平面显像中，尤其是脊柱、胸廓前后骨的重叠；好发于椎体边缘的骨赘、椎小关节增生等因素所导致的生理性摄取增高与好发于椎体或者椎弓根部位的肿瘤骨转移病灶所导致的病理性的异常摄取难以区分和鉴别，因此SPECT-CT 对其具有高敏感性和低特异性。在恶性肿瘤患者中，通常会伴有一定程度的脊柱退行性变，多数转移灶和退行性改变的病灶在全身骨显像均可表现为异常浓聚灶。因此SPECT 对这些病灶定位的准确性降低。在此同时获得CT 与SPECT 成像，依靠CT 图像的诊断功能，借助其良好的空间分辨率和密度分辨率，将使定位更加准确，使融合图像能够清晰显示浓聚病灶位于骨皮质或髓质。同时CT 图像还可以准确显示溶骨和成骨性改变，为明确诊断提供重要的信息，对常见的易与肿瘤骨转移相混淆的退行性病变有着较好的识别能力。SPECT-CT 显像的还有另一个特点是可以发现一些平面显像难以显示的、放射性分布轻度异常的病灶，通过病灶部位形态变化与局部骨质代谢异常信息的结合，较单纯的SPECT
　　或CT 检查提供更加丰富的诊断信息，有利于提高诊断的准确性。所以CT 的解剖和定位，能明确部分病变的良恶性质，再与具有灵敏优势的核素断层影像融合分析，可产生更为精确的诊断效能，使得骨扫描检查的临床应用价值明显提高。SPECT-CT 显像根据全身骨显像异常浓聚的部位，可精确地进行局部SPECT-CT 显像，可有效减少患者辐射剂量，提高了诊断的特异性。
　　2.2.2 SPECT-MRI SPECT-MRI 融合图像在于早期准确判
　　断病变的功能和代谢性变化，为临床治疗提供客观依据，并可能判断其预后的客观指标，尤其是在骨骼肌肉系统中应用也逐渐广泛，因为它实现了功能图像和解剖图像的对位与融合，既能观察软组织的解剖结构，也能对其功能、代谢情况做出了评价，尤其是骨坏死、骨的无菌性炎症以及骨关节炎等。从而能够对病变部位精确定位、定性，达到早诊断、早治疗的目的。
　　2.2.3 SPECT-DR SPECT-DR 对骨与关节骨折的诊断和预后的评估提供重要的依据，其一关节周围骨折，如髋臼缘的损伤、隐形骨折等，张敏等行SPECT-DR 图像融合后证实其骨折，为临床骨科的诊断提供重要的依据，并减少了临床漏诊和误诊的发生。其二，在对骨折愈合方面，张敏等行SPECT-DR 图像融合能够为临床骨科带来客观评价骨折愈合的方法，来判断其骨折愈合的程度，必要时结合SPECT-MR，显示骨折部位的血流分布，以及骨质代谢活跃度的变化，骨折部位代谢、血供和成骨过程的变化，骨显像均有异常发生，所以SPECT-DR 并能够更好的为临床骨折治疗制定科学的方案和确切的依据。
　　2.2.4 X 线断层融合技术在骨折及骶尾骨中的应用断层融合技术即“数字连续断层融合技术(Digital Tomosynthesis，简称DTS) ”，是数字合成X 线体层成像，可以在一次低剂量曝光后获取所扫描物体多个角度的投影数据，利用计算机重建技术获得任意层面、数目的图像，还可以清楚显示被检部位内部结构和周围组织结构的关系，使每一层层面都能清晰的显示而不受周围重叠组织影响，对于观察骨骼、胸部等对比明显的组织器官有独到之处。
　　对骶尾骨骨折的诊断，目前常规均行骶尾骨X 线正侧位片检查，但由于正位片骶尾骨与前方的直肠等盆腔器官重叠，侧位片骶尾骨中上部与髂骨重叠，下部骨质相对较薄与臀肌重叠和体外空气的影响，使骶尾骨显示不清晰，特别是不易显示非移位的骨折线，故极易造成骶尾骨骨折的漏诊。据文献报道，普通X 线平片骶尾骨骨折的误诊、漏诊率高达61％。断层融合成像技术不仅能够清晰显示骶尾骨，还能够清晰显示其他不规则骨的解剖结构、隐形骨折、骨折石膏固定后复位情况的判断、人工关节的随访、关节炎评估，在胸部部位的显示上亦有很大的临床价值。