Orvosi képdiagnosztika

Horváth Gábor, Hadházi Dániel, Horváth Áron, Czétényi Benjámin, ...

Röntgenkép Emlő Mellkas

Mammográfia analog

FFDM

PA felvétel

A test síkmetszetei

• Superior = fej

• Inferior = láb

• Anterior = elől

• Posterior = hátul

• Proximal = központi

• Distal = perifériás

Mellkas CT kép

Mammográfia DTS

MRI

Ultrahang

PET PET/CT

Nukleáris medicinai kép Alacsony beütés számmal Magas impulzus hozammal

300kcounts/(256x256) 2Mcounts/(256x256)

Néhány fontosabb képalkotó diagnosztikai modalitás

• A test strukturális feltérképezése, anatómiai részek vizsgálata • Transzmissziós vizsgálatok: a belső struktura felderítése

• Röntgen vizsgálatok (átvilágítás, szummációs kép) pl. mellkas PA felvétel, laterális felvétel, mammográfiás felvétel • CT vizsgálatok (a belső struktura felderítése, 3D képrekonstrukció) • DTS vizsgálatok (a belső struktura felderítése, 2.5D képrekonstrukció) • Angiográfiás vizsgálatok (érrendszer és annak működése)

• Reflexión alapuló vizsgálatok • Ultrahang • MRI

• Funkcionális működés vizsgálata • Emissziós vizsgálatok, nukleáris vizsgálati eljárások

• PET (anyagcsere monitorozása), Szcintigráfia különböző változatai • fMRI

• Hibrid vizsgálatok (anatómia + funkció) • PET/CT • MRI/CT • ...

Főbb jellemzők, hasonlóságok, különbségek • Többnyire szürkeárnyalatos 2D (2.5D, 3D, 4D) képek

(álszínezett képek) • A felbontásuk (térbeli) széles körben változnak

(néhány ezer pixel – néhányszor tízmillió pixel) • A gradációbeli felbontásuk 8-16 bit (az emberi szem kb. 7 bitet tud megkülönböztetni) • Egy vizsgálathoz egy (néhány) kép – több száz kép

tartozik • A képeket eltérő mértékű zaj terheli

• anatómiai zaj, • a képalkotó eljárásból eredő inherens zaj

• A képek kontrasztja nagyon különböző lehet • (mammo, szcintigráfiás vizsgálatok)

A képalkotás sajátosságai • A képalkotás valamilyen fizikai törvényen alapul • A primér kép legtöbbször korlátozott diagnosztikai

értéket képvisel • A primér képet manipulálni, módosítani kell, esetleg

bonyolultabb eljárással kell feldolgozni • Az elő- és főfeldolgozáshoz nagy számítási kapacitás ,

komplex algoritmusok és sokszor nagy tárolási kapacitás szükséges

• A képek megjelenítése, megfelelő beállítások lehetőségének biztosítása önmagában is fontos

• Diagnosztika • Orvos végzi a képek elemzését és leletezését • Számítógép segít a minősítésben: CAD rendszerek

(detektálás, diagnosztika) • Együttes (orvos + CAD) kiértékelés

CAD feladata

CAD feladata

Orvosi képdiagnosztika igényli • Orvosi ismeretek (anatómia, funkcionális működés,

anyagcsere, stb) • Fizikai alapelvek ismerete • Képmanipulációs, képelemző és képfeldolgozó eljárások

(lineáris és nemlineáris rendszerek) • Diszkrét rendszerek speciális sajátosságai (mintavételezés,

kvantálás hatása) lineáris rendszerek leírása • Képek értelmezése, megértése • Képek, elváltozások jellemzése, lényegkiemelés,

információ tömörítés • Képek minősítése (osztályozás, klaszterezés, ...) • Hatékony számítási eljárások ismerete • Hardware és software eszközök ismerete • ...

Főbb témakörök (1) • A képalkotó eljárások jelentősége az orvosi diagnosztikában • Képalkotó modalitások, felépítésük és fő jellemzőik • Az orvosi képek jellemzői, képreprezentáció • A képfeldolgozás alapjai

• képtartomány, transzformált tartomány • Komplex általános képfeldolgozó eljárások:

• képmódosítások, éldetektálás, kontúrkeresés, szegmentálás, morfológiai műveletek

• Komplex általános képfeldolgozó eljárások: képszűrések képtartományban és frekvenciatartományban.

• Lineáris rendszerek leírása. Rendszerjellemzők. Rendszerjellemzők képelemző rendszereknél.

Főbb témakörök (2) • Komplex általános képfeldolgozó eljárások: modell alapú

képfeldolgozó eljárások • Komplex általános képfeldolgozó eljárások: regisztráció • Az orvosi képek jellegzetességei • Speciális képfeldolgozás orvosi képeknél: egyes modalitások

speciális eljárásai, képrekonstrukció

• A képek alapján történő diagnosztika feladatai, a CAD-ek szerepe, fő feladataik

• A CAD-ek konstruálásához szükséges feladatok: képjellemzők, képi objektumok csoportosítása, felismerése

• Implementációs kérdések, szoftver eszközök • Orvosi képmegjelenítő rendszerek, PACS-ok.

PI–CAD: Bordák árnyékának eltüntetése

PI–CAD: Bordák árnyékának eltüntetése

28

Még fejlesztés alatt: időbeli követés

29

Különbség képzés

30

Különbségképzés (módosított)

31

Különbségképzés (regisztrált)

CT, LDCT Mellkas

Koponya CT kép

Mammográfia DTS

...

Mellkas (tüdő) DTS

Kiinduló projekciók Koronális metszeti képek

PA felvétel

Tomoszintézis koronális szeletkép

CT koronális síkmetszet

Mellkas (tüdő)

DTS

Digital X-Ray Angio.

C

T

M

O

D

A

L

I

T

Y

C

T

S

E

R

I

E

S

A

S

e

l

e

c

t

e

d

C

T

S

e

r

i

e

Simultaneous Displaying of CT & SPECT Results

Multi-Modality Series Selection (CT-SPECT)

46

PACS Diagnosztika I.

47

PACS Diagnosztika II.

A kontrasztviszonyok állításával láthatóvá

válik, hogy a trachea beszűkült.

48

PACS Diagnosztika III.

Bal szív-rekesz szöglet kinagyítva.

49

PACS Diagnosztika IV.

Ablakolt felvételen látható a centrális tüdőtumor, a trachea

bifurcatio és a jobbra elmozdult trachea.