Processament Digital d'Imatges Mèdiques: Resolució i Qualitat

Processament Digital de la Imatge

Quan enviem càrregues negatives a un elèctrode positiu i al contrari, baixa per un instant el voltatge. A cada píxel li arriba una quantitat de radiació i experimenta una baixada de voltatge diferent. Cada diferència de voltatge és un valor numèric. Cada píxel rep més o menys radiació. L’ordinador treballa amb matrius dels números que dóna la diferència de voltatge, i ho fa amb números binaris. Són senyals elèctrics que es converteixen en el sistema binari.

Importància dels Bits a la Imatge

Si el sistema informàtic treballa amb 12 bits, es poden diferenciar aproximadament 4000 AV. Això vol dir que diferencia unes 4000 intensitats de radiació rebuda, per tant, té la capacitat de diferenciar 4000 densitats diferents en el cos, 4000 tons de grisos. L’ull només pot diferenciar 30 tons. El que fem a l’ordinador és tancar la finestra i així hi ha més diferència a simple vista. La capacitat de donar contrast a la imatge depèn del número de bits. El número de píxels (mida de la matriu) determina la resolució espacial = nitidesa. Si els píxels són petits, n’hi haurà més resolució.

Unitats Hounsfield (UH): Assignen un valor numèric a les diferents densitats del cos.

Píxel: Picture element (element d’imatge). Una matriu de píxels (quadrat gran ple de petits). Cada píxel és un to de gris, a cada un s’associa un valor numèric (un to de gris), a cada un li arriba una intensitat de Rx, a cada un produeix una variació de voltatge.

+gran matriu + nº píxels + nitidesa

Vòxel: volume element converteix la imatge en 3D. En un prisma la seva base és el píxel, estructures superposades sobre un píxel.

La base = píxel volum pacient: vòxel

Resolució a la Imatge Digital

• R. Espacial = nitidesa: depèn de la mida de la matriu de píxels. Capacitat de detectar detalls.
• R. De contrast: capacitat de detectar tonalitats de grisos. Depèn del nº de bits, el contrast que pot oferir el sistema informàtic. Amplitud de la finestra (W).

Digitalització dels Serveis de Diagnòstic

DICOM = llenguatge informàtic. Protocol estàndard per la transmissió de dades mèdiques. Un mateix format d’arxius, protocol comú de comunicació i permet treballar en xarxes.

PACS = Sistema d’arxiu i distribució mèdica digital i funciona amb l’estàndard de DICOM. Elements que el formen:

• Modalitats: màquines que produeixen imatges (DR, CR, TC, MRN)
• Workstation: ordinador (llista de treball que utilitzem nosaltres)
• Arxius massius d'imatge: servidor
• Ordinadors per revisió d’imatges i diagnòstic (els del metge)
• Bases de dades:
  • HIS (hospital information system). Dades, fitxers i història clínica.
  • RIS (radiology information System). Informes radiològics i agendes de citació.

Qualitat en la Imatge Digital

Corba de resposta de la pel·lícula radiogràfica davant l’exposició. Quan l’exposició és poca quasi bé no hi ha diferència, fins que arriba a un punt de saturació que tots els cristalls ja han reaccionat i no es torna més negre. En imatge radiològica el que importa és la porció recta i que té més o menys contrast. Zona de contrast = directament proporcional entre densitat i exposició (canvia mAs)

Corba de resposta del detector digital (és recta). Amb la mínima exposició ja es veuen diferències (contrast). L’enfosquiment o exposició és proporcional a la intensitat de la senyal rebuda. Ens permet treballar amb dosis més baixes i ens dóna millor contrast.

Problema: encara que hi posem més dosis segueix donant la mateixa imatge.

Avantatges: molt difícil que la imatge surti malament, permet treballar amb dosis més baixes i bon contrast, la tassa de “rebuig” disminueix.

Inconvenients: difícil detectar sobreexposicions (ho podem saber només per mil·ligreix que rep el pacient).

Paràmetres que Regeixen en Qualitat d’Imatge Digital

Soroll (aspecte granulós-puntejat). Causes:

• mAs molt baixos.
• nº de fotons que han caigut al detector són pocs, no cobreix tota la superfície del detector.
• problemes de falta d’homogeneïtat del detector (que no estigui ben calibrat).

Control de qualitat: Fàntoma d’aigua o maniquí (prova d’uniformitat/homogeneïtat del detector). Cojinete (es deformen els costats, les puntes).

Resolució Espacial, Depèn de:

• Distàncies (focal i DOP)
• Mida del focus efectiu
• Moviment (borrositat cinètica)
• Nº de píxels de la matriu del detector (monitor)

Resolució de Contrast, Depèn de:

• KV (a menys KV, + contrast)
• Control que tinguem sobre la radiació dispersa (col·limant i en estructures molt grans, utilitzar bucky)
• Sistema de detecció, analògic i digital. Aquest depèn del contrast del nº bits del sistema i l’amplitud de la finestra (W).