Zaawansowana obróbka obrazu dzięki funkcjom automatycznego

Transkrypt

Zaawansowana obróbka obrazu dzięki funkcjom automatycznego
Biała księga | System obrazowania DR pełnej długości
CARESTREAM DirectView z automatycznym i ręcznym łączeniem
Zaawansowana obróbka obrazu dzięki
funkcjom automatycznego łączenia
i ręcznej regulacji pozwala uzyskać
złożony obraz pełnej długości bez
widocznych połączeń
Opis geometrii analogowego
obrazowania na kliszy
diagnozy, obrazy wykonane osobno
należy połączyć.
W przypadku obrazowania długich
fragmentów ciała człowieka za pomocą
technologii analogowej z zastosowaniem
kliszy stosuje się specjalne kasety i klisze
przedłużone . Źródło promieniowania RTG
i kaseta są ustawione centralnie na
badanych obszarach anatomicznych,
kolimator zostaje wyregulowany w sposób
umożliwiający pokrycie całego obszaru
obrazowania, a następnie wykonywana jest
pojedyncza ekspozycja RTG (Rysunek 1).
Rysunek 2a – Metoda pochylenia źródła,
kiedy źródło promieniowania RTG zostaje
pochylone i skierowane na detektor
Rysunek 1 – Obrazowanie za pomocą kliszy
analogowej , kiedy jedna ekspozycja
pokrywa cały obszar anatomiczny
Podejścia w przypadku radiografii
cyfrowej DR
Detektory płaskie mają zwykle wielkość
boku do 43 cm. W przypadku zastosowań
związanych z obrazowaniem pełnej
długości wymaga to wykonywania
odrębnych ekspozycji w różnych
obszarach anatomicznych. Aby utworzyć
duży, złożony obraz w celu postawienia
Rysunek 2b – Metoda przeniesienia źródła,
gdzie źródło promieniowania RTG
przemieszcza się w trakcie badania
Biała księga | System obrazowania DR pełnej długości
CARESTREAM DirectView z automatycznym i ręcznym łączeniem
W przypadku akwizycji badań obrazowych
pełnej długości za pomocą detektorów
płaskich dostępne są dwa główne
podejścia (Rysunki 2a i b).
W przypadku obu metod detektor porusza
się za pacjentem od jednej pozycji
obrazowania do kolejnej. Różnica polega
na sposobie poruszania się źródła
promieniowania RTG w celu śledzenia
i naświetlania detektora. W metodzie
pochylenia źródła pozycja punktu
ogniskowego źródła promieniowania RTG
jest nieruchoma i wycentrowana na
badanym obszarze anatomicznym.
Centralny kierunek skierowania
promieniowania RTG zmienia się w trakcie
kolejnych pozycji ekspozycji, aby
dostarczyć promieniowanie RTG do
detektora. W metodzie przeniesienia
źródła pozycja punktu ogniskowego źródła
promieniowania RTG nie jest nieruchoma,
ale przemieszcza się synchronicznie
z detektorem na osi ruchu detektora.
Rysunek 3 – Przykłady pojedynczych i połączonych obrazów wykonanych za pomocą metody
pochylenia źródła promieniowania RTG (lewa strona) i metody przeniesienia źródła (prawa
strona)
System obrazowania DR pełnej długości
CARESTREAM DirectView wykorzystuje
metodę pochylenia źródła, ponieważ
w pełni naśladuje ona geometrię
analogowego obrazowania na kliszy
analogowej. Metoda ta jest także
pozbawiona efektu paralaksy właściwego
dla metody przeniesienia źródła.
Rysunek 3 przedstawia dwa zestawy
przykładów obrazów pojedynczych
i połączonych, przy czym jeden z nich
wykonano metodą pochylenia źródła,
a drugi metodą przeniesienia źródła.
Fantom na obrazach to rurka z pleksiglasu
o średnicy 75 mm z pierścieniami
miedzianymi rozmieszczonymi co 25 mm.
Ołowiane markery „CSH” znajdują się
z przodu rurki (po stronie znajdującej się
2
najbliżej źródła promieniowania RTG),
a dwie widoczne w obrazie miarki znajdują
się z tyłu i stanowią odniesienie podczas
łączenia. Idealne połączenie uzyskuje się
za pomocą metody pochylenia źródła,
a nie metodą przeniesienia źródła.
W wyniku zniekształcenia
spowodowanego efektem paralaksy
metoda przeniesienia źródła zawsze
związana jest z wystąpieniem znaczących
artefaktów i istotnym pogorszeniem
integralności geometrycznej cech
anatomicznych na obrazie połączonym,
szczególnie w obszarach nakładających
się.
Biała księga | System obrazowania DR pełnej długości
CARESTREAM DirectView z automatycznym i ręcznym łączeniem
W kierunku poprzecznym do osi ruchu
detektora zaawansowane algorytmy
oprogramowania automatycznie analizują
cechy krawędzi części anatomicznych
w obszarach nakładających się, aby
znaleźć najlepsze połączenie pomiędzy
dwoma sąsiednimi obrazami. W ściśle
kontrolowanych warunkach ekspozycji
wykazano, że całkowity błąd połączenia
wynosi poniżej 5 pikseli, co odpowiada
niecałym 0,7 mm.
Automatyczne łączenie obrazów
i nakładanie
System obrazowania DR pełnej długości
CARESTREAM DirectView automatycznie
łączy wykonane obrazy z dużą precyzją
geometryczną. Etapy głównych operacji
przedstawiono na rysunku 4. Na osi ruchu
detektora wysoce precyzyjny enkoder
przekazuje dokładną pozycję detektora
pomiędzy ekspozycjami.
Droga
detektora 1
Obliczenia parametru
łączenia
Droga
detektora 2
Obraz połączony
Nakładanie się
ekspozycji 1
Nakładanie się
ekspozycji 2
Parametry
łączenia
Bez obróbki
obrazy- składowe
i dane szyfratora
Wzmocnienie
kontrastu obrazu
składowego
(EVP Plus)
Połączenie obrazów
składowych i
normalizacja natężenia
Parametry
regulacji
Regulacja za
pomocą ręcznego
edytora połączeń
Rysunek 4 – Schemat algorytmu łączenia obrazów
W trakcie badań obrazowych pełnej
długości można wykorzystać
automatyczną kontrolę ekspozycji (AEC),
aby zastosować idealną minimalną
ekspozycję w poszczególnych obszarach
anatomicznych niezbędną dla uzyskania
obrazu o odpowiedniej jakości. Jednak
uzyskane poziomy ekspozycji
w przypadku poszczególnych obrazów
mogą istotnie różnić się pomiędzy
obszarami anatomicznymi.
Oprogramowanie CARESTREAM
DirectView EVP Plus automatycznie
reguluje rozbieżności ekspozycji
i kompensuje różnice tolerancji
3
naświetlenia, zapewniając w ten sposób
najlepsze wyświetlanie obrazu, które jest
zoptymalizowane dla każdego obrazu
i obszaru anatomicznego.
Algorytm obróbki obrazu łączy
poszczególne, zoptymalizowane, gotowe
do wyświetlenia obrazy, aby utworzyć
wyraźny obraz złożony bez widocznego
połączenia w celu postawienia diagnozy.
Każdy obraz zostaje najpierw rozłożony na
szereg pasm o częstotliwości
przestrzennej w wielu rozdzielczościach,
przedstawiających cechy obszarów
anatomicznych o różnej wielkości.
Biała księga | System obrazowania DR pełnej długości
CARESTREAM DirectView z automatycznym i ręcznym łączeniem
Łączenie obrazów rozpoczyna się od
połączenia najniższych pasm
odpowiadających największym cechom,
przechodząc w skalowanie (ang. upscaling)
cech drobniejszych, do momentu
połączenia wszystkich pasm. W trakcie
tego procesu linia połączenia pomiędzy
dwoma obrazami zostaje połączona bez
widocznych artefaktów.
Ręczne łączenie obrazów*
System obrazowania DR pełnej długości
CARESTREAM DirectView pozwala
użytkownikom ręcznie regulować
i precyzyjnie dostrajać pozycje łączenia po
automatycznej operacji łączenia (Rysunek
5). Umożliwia to kompensację niewielkich
ruchów pacjenta w trakcie badania
i uniknięcie ponownych ekspozycji.
Rysunek 5 – Interfejs użytkownika, zintegrowane oprogramowanie do łączenia ręcznego
Opcja łączenia ręcznego jest także bardzo
przydatna, jeśli w systemie nie został
zainstalowany precyzyjny enkoder
położenia. W takiej sytuacji
oprogramowanie rozpoczyna od algorytmu
łączenia automatycznego, aby oszacować
najlepszą pozycję połączenia zarówno na
osi ruchu detektora, jak i na osi
poprzecznej, aby dostarczyć
użytkownikowi wstępnego połączonego
obrazu złożonego o wysokiej jakości.
Użytkownik może potwierdzić wynik
łączenia lub w razie konieczności wykonać
drobne regulacje ręczne.
*Niedostępne w USA
www.carestream.com
Carestream Health, 2012. CARESTREAM jest znakiem
handlowym firmy Carestream Health. CAT 200 0014 8/12
Wniosek
System obrazowania DR pełnej długości
CARESTREAM DirectView wykorzystuje
metodę nachylenia źródła, aby uzyskać
obrazy pełnej długości bez artefaktów.
Łączenie automatyczne zapewnia bardzo
precyzyjne wyrównanie, a zaawansowana
obróbka obrazu pozwala uzyskać obraz
złożony bez widocznego połączenia.
Możliwa jest ręczna regulacja* połączenia,
aby skompensować niewielkie ruchy
pacjenta lub brak enkodera położenia
w systemie.