ImaginologiaBiomedicina- 2011Ms. Ana Paula Schwarz

Processo Convencional de Diagnóstico por Imagem

Etapas da Radiologia convencional

Prós e Contras da Radiologia Convencional

Contras

Contras – tratamento de efluentes

Tratamento de efluentes

Repetição de Filmes

Panorama

• Os equipamentos de aquisição de imagem em sua maioria já produzem imagens em formato digital.

- TC; - RNM; - CR; - US; - MN; - PET.

TomografiaComputadorizada

- TC

Ressonância Magnética-

RNM

CR- Radiografia Computadorizada

Ultrassonografia- US

Medicina Nuclear- MN

PET-CTTomografia por

emissão de pósitron

• 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.

Processo Digital de Diagnóstico por Imagem

Processamento do filme

CR x ConvencionalOs 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.

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.

Processamento de Imagens

Imagens médicas Importante ferramenta no diagnóstico

Cada técnica de aquisição de imagens

Propriedade física e/ou fisiológica do corpo

depende

Formação da imagem radiográfica

Formação da imagem radiográfica

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.

CONTRASTE

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.

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).

Contraste

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”).

• 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.

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.

• 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”...

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, 1.048.576 bytes ou 8.388.608 bits• 1 Gigabyte = 1024 Megabytes, 1.048.576 Kbytes, 1.073.741.824 bytes ou• 8.589.934.592 bits

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.

• 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.

Número de níveis de cinza

G=2b

Número de bits/pixel

b=8 28=256 níveis de cinza

A mudança de quantização afeta a resolução de amplitude, definida pelo número de cinzas que compõem a imagem.

256 níveis de cinza 8 bits/pixel16 níveis de cinza 4 bits/pixel2 níveis de cinza 1 bit/pixel

PROCESSAMENTO DE IMAGENS

PRETOBRANCO

Diferentes níveis de cinza

escurecimento

PROCESSAMENTO DE IMAGENS

IMAGEM DE BAIXO CONTRASTE

IMAGEM DE ALTO CONTRASTE

• 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.

PROCESSAMENTO DE IMAGENS

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.

Compressão de histograma

Expansão de histograma