Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

1 Komputerowe wspomaganie medycznej diagnostyki obrazowej Wstęp.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "1 Komputerowe wspomaganie medycznej diagnostyki obrazowej Wstęp."— Zapis prezentacji:

1 1 Komputerowe wspomaganie medycznej diagnostyki obrazowej Wstęp

2 2 Różne rodzaje promieniowania elektromagnetycznego.

3 3 Podział źródeł promieniowania: naturalne – występujące w przyrodzie: substancje promieniotwórcze zawarte w skorupie ziemskiej, a więc i w materiałach z których zbudowane są domy (uran, rad, tor), a w mieszkaniach radon – gaz będący produktem rozpadu radu, przenikający z ziemi i ścian do wnętrza domów; promieniowanie kosmiczne; substancje promieniotwórcze znajdujące się w naszym organizmie organizmach innych organizmach żywych, głównie potas-40 i inne naturalne pierwiastki promieniotwórcze;

4 4 sztuczne – wytworzone przez człowieka: źródła używane w badaniach radiologicznych, np. zdjęcia rentgenowskie klatki piersiowej; opad promieniotwórczy – substancje promieniotwórcze powstałe w wyniku próbnych wybuchów jądrowych oraz podczas normalnej pracy i awarii elektrowni jądrowych krążą razem z wiatrem, a po pewnym czasie opadają na ziemię; odpady promieniotwórcze; niektóre przedmioty codziennego użytku, np. zegarki świecące i odbiorniki telewizyjne, w których powstaje niewielka ilość promieniowania X; zastosowania w przemyśle i gospodarce.

5 5 Historia metod obrazowania Na przełomie XIX i XX wieku zaczął się ziszczaćodwieczny sen ludzkości dotyczący możliwości zajrzenia w głąb człowieka bez konieczności interwencji chirurgicznej. Prowadzone przez Wilhelma Conrada Roentgena prace badawcze zaowocowały 8 listopada 1895 odkryciem promieni X. Jeszcze w tym samym roku Roentgen uzyskał pierwsze obrazy radiologiczne kończyn człowieka, a dokładnie lewej ręki swojej żony. W tamtych czasach, obrazy te były wystarczająco nadzwyczajne. Odkrywały struktury dotychczas niedostępne w życiu.

6 6 Pierwsze zdjęcie RTG dłoni kobiety:

7 7 Lampa rentgenowska Jest to dwuelektrodowa lampa katodowa, przeważnie szklana, próżniowa, z żarzącą się katodą. Katodą jest spirala wolframowa zasilana napięciem 5-12 V, pod wpływem płynącego prądu nagrzewa się do temp. około o C, przy której zachodzi zjawisko termoemisji elektronów. Anoda wykonywana była z bloku miedzianego pokrytego płytką z wolframu, tworzącą tzw. tarczę dla przyspieszanych elektronów. Obecnie stosuje się lampy rentgenowskie z tzw. wirującą anodą z prędkością od 3 do 17 tysięcy obrotów na minutę. Wzrosła dzięki temu obciążalność lampy, a skrócił się czas ekspozycji pacjenta. Izolację i chłodzenie lampy zapewnia praca anody w kołpaku olejowym.

8 8 Lampa rentgenowska

9 9 Lampa rentgenowska to źródło promieniowania o pewnej charakterystyce emisyjnej, która jak wykazał Kuhlenkampff, może być opisana za pomocą wzoru: gdzie: – natężenie promieniowania na jednostkowy przedział częstotliwości; Z – liczba atomowa materiału anody; A, B – stałe lampy, niezależne od przyłożonego napięcia i liczby atomowej; – częstotliwość określająca krótkofalową granicę promieniowania.

10 10 Krótkofalowa granica promieniowania uzależniona jest od napięcia przyspieszającego wiązkę elektronów padających na anodę, wynika to ze związku pomiędzy energią pola elektrycznego i energią promieniowania: gdzie: e – ładunek elektronu; U a – napięcie anodowe; h – stała Plancka; Natężenie promieniowania w funkcji energii opisuje więc zależność: gdzie:

11 11 Względne natężenie promieniowania wynikające z równania Kuhlenkampffa

12 12 Względne natężenie promieniowania po nałożeniu 0.01 mm filtru W oraz 0.7 mm filtru Al

13 13 Zmiana charakterystyki emisyjnej dla filtru Al

14 14 Zmiana charakterystyki emisyjnej dla filtru Cu

15 15 Zasady ochrony pacjenta przed nadmierną ekspozycją: ograniczenie wielkości napromienionego pola, właściwa filtracja promieniowania, właściwe dobranie parametrów elektrycznych nastaw badania w celu uniknięcia powtarzania ekspozycji, stosowanie osłon i fartuchów ochronnych.

16 16 Do oceny narażenia osób poddawanych zewnętrznej ekspozycji na promieniowanie jonizujące najczęściej używa się trzech wielkości: kermy w powietrzu – zdefiniowanej stosunkiem sumy energii kinetycznych naładowanych produktów oddziaływania do masy ośrodka, wyrażanej w grejach (Gy) (dawniej zwana dawką ekspozycyjną), dawki pochłoniętej – zdefiniowanej stosunkiem energii pochłoniętej w analizowanym obszarze ośrodka do jego masy, wyrażanej w grejach (Gy), dawki efektywnej – wyrażanej w sievertach (Sv) – zdefiniowanej wzorem:

17 17 gdzie: D T – średnia wartość dawki pochłoniętej w narządzie T, w T – wagowy czynnik narządu T, którego wartość kształtuje się w granicach od 0,01 (dla skóry, powierzchni kości) do 0,12 (dla czerwonego szpiku kostnego, jelita grubego, płuc, żołądka) oraz 0,2 (dla gonad), określa on wrażliwość narządów na promieniowanie jonizujące, w R – wagowy czynnik promieniowania, dla którego według zaleceń Międzynarodowej Komisji Ochrony Radiologicznej (ICRP-International Commission on Radiological Protection) dla promieniowania rentgenowskiego przyjmuje się wartość jeden.

18 18 Dawkę efektywną oszacowano na podstawie przedstawionych poniżej założeń: wartość w R = 1,00, wartość w KS = 0,01 dla powierzchni kości i skóry, wartość w M = 0,05 dla mięśni, przyjęto wartość dawki pochłoniętej D KS = D M = 0,20 mGy, przyjęto masę powierzchni kości i skóry oraz masę mięśni w obszarze pierwotnego promieniowania rentgenowskiego m KS = m M = 0,5 kg. Stąd otrzymano wartość E = 0,012 mSv. Dawka 1 mSv jest wartością graniczną, przy której narażenie pacjentów na stochastyczne skutki działania promieniowania jonizującego określa się jako minimalne.

19 19 Co to może być ?

20 20 Schemat siatki: Cyfrowa reprezentacja obrazu: a) heksagonalnejb) kwadratowej

21 21 Cyfrowa reprezentacja obrazu (model matematyczny): Obraz jako tablica dwuwymiarowa:

22 22 Cyfrowa reprezentacja obrazu (kwantyzacja): Skala szarościZakres skali wartości 4 wartości 16 wartości 256 wartości 0, 1 0,..., 3 0,..., 15 0,..., 255

23 23 Kwantyzacja obrazu w 256 poziomach jasności: Kwantyzacja obrazu w 16 poziomach jasności: Akwizycja obrazu:

24 24 Kwantyzacja obrazu w 256 poziomach jasności: Kwantyzacja obrazu w 8 poziomach jasności: Akwizycja obrazu cd.:

25 25 Akwizycja obrazu – rozdzielczość obrazu:

26 26 Akwizycja obrazu cd.: Rozdzielczość obrazu 72 dpi: Rozdzielczość obrazu 10 dpi:

27 27

28 28 Cele przetwarzania obrazów: poprawa subiektywnej jakości obrazu postrzeganej przez oko ludzkie; przetworzenie obrazu do postaci umożliwiającej pomiar wybranych jego cech, automatycznej analizy lub transmisji. Zatem a naliza obrazu dotyczy metod wydobywania danych (informacji) z obrazów. Wynikiem analizy obrazów jest nie obraz lecz dane w postaci numerycznej lub symbolicznej.

29 29 Przykłady zastosowań systemów analizy obrazów: rozpoznawanie znaków (sortowanie przesyłek pocztowych, czytanie etykiet, rozpoznawanie tekstu); medycyna (diagnostyka obrazowa, RTG, tomografia komputerowa, USG, mikroskopia,...); robotyka ( rozpoznawanie obiektów, kontrola jakości ); kryminalistyka (rozpoznawanie odcisków palców); obronność ( rozpoznawanie celów, systemy automatycznego naprowadzania pocisków ); eksploracja Ziemi i kosmosu (interpretacja obrazów astronomicznych, satelitarnych, lotniczych, sondy kosmiczne, prognoza pogody, poszukiwanie złóż mineralnych, monitorowanie zanieczyszczeń,...). :

30 30

31 31 Przykładowe grupy przekształceń obrazu: przekształcenia geometryczne (przesunięcia, obroty, odbicia oraz zniekształcenia); przekształcenia punktowe (przekształcenia dowolnego punktu niezależnie od jego otoczenia): przekształcenia morfologiczne: -operacje logiczne, arytmetyczne; -progowanie jasności; -modelowanie histogramu obrazu; -liniowe (wygładzające, wyostrzające, inne) ; -nieliniowe (medianowe, stosowe, inne) ; filtry: -erozja, dylatacja, otwarcie, zamknięcie, inne; -szkieletyzacja, obcinanie gałęzi, inne;

32 32 Przekształcenia geometryczne:

33 33 Progowanie jasności:

34 34 Korekta histogramu: LH B T γ<1 γ>1 γ=1 I0I0 I gdzie: poziom jasności po przekształceniu

35 35 Obraz oryginalny: Histogram powyższego obrazu

36 36 Obraz po rozciągnięciu histogramu do pełnego zakresu: Rozciągnięty histogram obrazu

37 37 Wyrównanie histogramu: gdzie: His(i)-liczba punktów o jasnościach i=0...I max -1 oznacza nową jasność rozpatrywanego punktu obrazu po korekcji histogramu

38 38 Obraz po wyrównaniu histogramu: Wyrównany histogram obrazu

39 39 Obraz po wyrównaniu histogramu: Obraz po rozciągnięciu histogramu do pełnego zakresu:

40 40 Funkcje MATLABa: Obrazy indeksowane Obrazy RGBObrazy binarne Obrazy monochromatyczne tablice MATLABA mat2gray roipoly roicolor im2bw edge ind2gray gray2ind grayslice im2bw ind2rgb rgb2ind gray2ind im2bw roipoly roicolor

41 41 Funkcje do konwersji klas zmiennych: : Typ obrazuuint8 doubledouble uint8 indeksowany B=double(A)+1;B=uint8(round(A-1)); monochromatyczny lub RGB B=double(A)/255 ; B=uint8(round(A*255)); binarny B=double(A);B=logical(uint8(round(A- 1)));


Pobierz ppt "1 Komputerowe wspomaganie medycznej diagnostyki obrazowej Wstęp."

Podobne prezentacje


Reklamy Google