Processamento de imagens e Radiologia digital

Apresentação em tema: "Processamento de imagens e Radiologia digital"— Transcrição da apresentação:

1 Processamento de imagens e Radiologia digital
Imaginologia Biomedicina- 2011 Ms. Ana Paula Schwarz

2 Processo Convencional de Diagnóstico por Imagem

3 Etapas da Radiologia convencional

4 Prós e Contras da Radiologia Convencional

5 Contras

6 Contras – tratamento de efluentes

7 Tratamento de efluentes

8 Repetição de Filmes

9 Panorama Os equipamentos de aquisição de imagem em sua maioria já produzem imagens em formato digital. - TC; - RNM; - CR; - US; - MN; - PET.

10 Tomografia Computadorizada - TC

11 Ressonância Magnética- RNM

12 CR- Radiografia Computadorizada

13 Ultrassonografia- US

14 Medicina Nuclear- MN

15 PET-CT Tomografia por emissão de pósitron

16 Processo Digital de Diagnóstico por Imagem
Radiografia Computadorizada – CR (do inglês Computerized Radiology) - Neste processo, utilizam-se os aparelhos de radiologia convencional (os mesmo utilizados para produzir filmes radiográficos), porém substituem-se os “cassete” com filmes radiológicos em seu interior por “chassis” com placas de fósforo.

17 Processamento do filme

18 CR x Convencional Os sistemas de imagem radiográfica convencionais registram e mostram seus dados numa forma Analógica. Têm freqüentemente exigências de exposição muito rígidas devido à gama estreita de profundidade de brilho dos filmes e hipóteses muito reduzidas de processamento de imagem. Os sistemas de radiografias digitais oferecem a possibilidade de obtenção de imagens com exigências de exposição muitas menos rigorosas do que os sistemas analógicos. No sistema de aquisição convencional as imprecisões em termos de exposição provocam normalmente o aparecimento de radiografias demasiado escuras, demasiado claras ou com pouco contraste, são facilmente melhoradas com técnicas digitais de processamento e exibição de imagem.

19 Vantagens As vantagens dos sistemas de radiografia digitais, que são também extensíveis às demais modalidades diagnósticas, podem ser divididas em quatro classes: 1º) Facilidade de exibição da imagem – Na radiografia digital a imagem vai ser mostrada em um monitor de vídeo, em vez do processo tradicional de expor o filme contra a luz. 2º) Redução da dose de raios-X – Ajustando-se a dose para que a imagem tenha uma relação sinal ruído conveniente, consegue-se uma diminuição real da radiação absorvida pelo paciente. 3º) Facilidade de processamento de imagem – O aumento do contraste ou a equalização por histograma são técnicas digitais que podem ser usadas. A técnica de subtração de imagens pode remover grande parte da arquitetura de fundo não desejado, melhorando assim a visualização das características importantes da radiografia. 4º) Facilidade de aquisição, armazenamento e recuperação da imagem – Armazenamento em bases de dados eletrônicas, facilitando a pesquisa de dados e a transmissão para longas distâncias, usando redes de comunicações de dados.

20 Processamento de Imagens
Importante ferramenta no diagnóstico Imagens médicas depende Cada técnica de aquisição de imagens Propriedade física e/ou fisiológica do corpo

21 Formação da imagem radiográfica

22 Formação da imagem radiográfica

23 FORMAÇÃO DAS IMAGENS As imagens médicas tentam reproduzir uma região do corpo humano da forma mais fiel e detalhada possível, mas claro que existem limitações para que estes objetivos sejam atingidos. A imagem será tanto melhor quanto mais CONTRASTE e RESOLUÇÃO ESPACIAL ela tiver. ATENÇÃO! Estes dois conceitos são fundamentais.

24 Contraste significa diferença!!!!
Quanto mais diferente um ponto da imagem for do meio que o cerca, mais fácil de identificar sua presença. Por exemplo, é mais fácil identificar um ponto preto numa folha de papel branca que numa folha cinza escura e, é claro que um ponto preto numa folha de papel preta não pode ser visualizado.

25 Contraste A imagem com maior contraste é a composta somente por preto e branco, mas a falta de tons de cinza intermediários entre eles, acaba reduzindo os detalhes da imagem. O contraste ótimo depende da distribuição adequada dos tons de cinza na imagem. O olho humano tem uma capacidade limitada de identificar tons de cinza entre o branco e o preto (provavelmente identificamos 16 a 32 tons).

26 Contraste

27 Contraste O contraste é a maior limitação das radiografias, pois a distribuição das densidades do corpo humano, quando exploradas por um feixe de raios-x, captado diretamente por um filme fotográfico, não é favorável a formação de imagens. As densidades têm uma gama muito ampla, mas algumas poucas estruturas têm densidade bem alta (os ossos têm densidade de metal devido ao teor elevado de cálcio) e poucas estruturas têm densidade muito baixa (como o ar, que existe nos pulmões e tubo digestivo). A grande maioria dos órgãos tem densidades próximas a da água (é claro, nós somos 80% água!!!!). Assim, a densidade da maioria dos órgãos é tão parecida com a do órgão vizinho, que, para o nosso olho, parece igual, pois cai no mesmo tom de cinza (chamada genericamente de “partes moles”).

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29 Por isto se estuda os ossos nas radiografias, pois suas densidades são muito diferentes das estruturas vizinhas. Também é muito bom estudar estruturas com ar, como os pulmões, pois eles contrastam com as demais estruturas com densidade de partes moles. Já regiões como abdome e encéfalo têm péssimo contraste natural e são muito mal estudados pelas radiografias.

30 Resolução espacial É a capacidade de individualizar 2 pontos numa imagem (naturalmente, desde que haja contraste suficiente entre eles). Nas imagens digitais, a RE depende do tamanho da matriz. Quanto mais pontinhos na matriz, maior é RE.

31 A melhor forma de reduzir a
Outra razão da perda de RE nas radiografias é a SOBREPOSIÇÃO, pois estruturas tridimensionais serão representadas num filme plano. Ou seja, cada ponto da imagem representa muitos pontos do corpo humanos atravessado pelo raio. Para reduzir este problema pode-se estudar cada região com, pelo menos, 2 incidências perpendiculares (frente e perfil); A melhor forma de reduzir a sobreposição é obter imagens “em corte”...

32 Analógico X Digital Existem duas maneiras de representar uma informação: analogicamente ou digitalmente. O sistema digital permite armazenar qualquer informação na forma de uma sequência de valores positivos e negativos, ou seja, na forma de uns e zeros. Qualquer dado será processado e armazenado na forma de uma grande sequência de uns e zeros. O uso do sistema binário torna os computadores confiáveis, pois a possibilidade de um valor 1 ser alterado para um valor 0, o oposto, é muito pequena. Cada valor binário é chamado de "bit”. 1 Bit = 1 ou 0 1 Byte = Um conjunto de 8 bits 1 Kbyte = 1024 bytes ou 8192 bits 1 Megabyte = 1024 Kbytes, bytes ou bits 1 Gigabyte = 1024 Megabytes, Kbytes, bytes ou bits

33 Imagem digital A imagem digital pode ser considerada como sendo uma matriz cujos índices de linhas e colunas identificam um ponto na imagem e o correspondente valor do elemento da matriz identifica o nível de cor naquele ponto. Os elementos dessa matriz digital são chamados de elementos da imagem, elementos da figura "pixels".Para fazer a conversão de imagem em números, a imagem é subdividida em uma grade, contendo milhões de quadrados de igual tamanho, sendo cada um destes associado a um valor numérico da intensidade luminosa naquele ponto.

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35 A essa grade de quadrados chamamos de "imagem matriz", e cada quadrado na imagem é chamado de pixel =“picture element” . Ou seja, a menor parte de uma imagem digital, que contém informações que determinam suas características. Quanto mais pixels por polegada tiver uma imagem melhor será a resolução. Cada pixel carrega a informação sobre o nível de cinza ou cor que ele representa.

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37 Número de níveis de cinza
G=2b b= =256 níveis de cinza Número de bits/pixel A mudança de quantização afeta a resolução de amplitude, definida pelo número de cinzas que compõem a imagem. 256 níveis de cinza 8 bits/pixel 16 níveis de cinza bits/pixel 2 níveis de cinza bit/pixel

38 PROCESSAMENTO DE IMAGENS

39 Diferentes níveis de cinza
PRETO escurecimento BRANCO

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41 PROCESSAMENTO DE IMAGENS

42 IMAGEM DE BAIXO CONTRASTE

43 IMAGEM DE ALTO CONTRASTE

44 PROCESSAMENTO DE IMAGENS
Do ponto de vista estatístico o histograma de uma imagem digital representa a função de distribuição de probabilidade dos níveis de cinza presentes na imagem.

45 Imagem binária A imagem binária é uma imagem que contém apenas dois níveis de cores, preto e branco. O nome imagem binária vem da referência aos números binários, onde o 0 (zero) é o branco, e o 1 (um) é o preto.

46 Compressão de histograma

47 Expansão de histograma