Đang tải... (xem toàn văn)
Phân tích kỹ thuật chụp x quang xóa nền
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Khoa Điện Tử Viễn Thông Phân tích kỹ thuật chụp x-quang xóa Sinh viên th ực hi ện: L ớp: D10TBYT Hà Nội 2018 Mục lục Giới thiệu……………………………………………………… 03 Thiết kế hệ thống chụp X quang kỹ thuật số…………………………………05 Thành phần hệ thống hình ảnh………………………………… 07 3.1.Bộ khuyếch đại ảnh………………………………… 07 3.2.Độ mở ánh sáng………………………………… .07 3.3.Video camera………………………………… 08 Bộ xử lý ảnh kỹ thuật số………………………………… .12 4.1 Chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số……………………… 13 4.2.Chuyển đổi logarit………………………………… 14 4.3.Hình ảnh phản hồi nhớ tích hợp vòng lặp………………… 14 4.4.Phép trừ hình ảnh………………… ………………… 15 4.5.Phép trừ tuyến tính………………… ………………… 16 4.6.Phép trừ Logarit………………… ………………… 16 4.7.Hiển thị hình ảnh nhớ lưu trữ………………… ………………….16 Nhiễu kĩ thuật DSA………………… ………………… 17 5.1.Nhiễu hệ thống Phép trừ mạch số………………… 18 Các phương pháp để cải thiện đặc tính nhiễu………………… 24 6.1.Loại bỏ điểm sáng………………… ………………… .24 6.2.Vai trò độ máy quay video………………… …………………25 6.3.Tích hợp hình ảnh………………… ………………… ……………… 26 Độ phân giải không gian Phép trừ mạch số kỹ thuật số………………27 Digital Subtraction Angiography (DSA) Giới thiệu Trong phần này, thảo luận kỹ thuật gọi (Digital Subtraction Angiography )kỹ thuật chụp xóa gọi chụp X quang kỹ thuật số, kỹ thuật fluoroscopy, hình ảnh quang điện tử Chúng ta sử dụng thuật ngữ thay cho thuật ngữ chụp xóa kỹ thuật số có nghĩa phương pháp chẩn đốn hình ảnh kết hợp việc chụp X-quang xử lý số sử dụng thuật toán để xóa hình ảnh thu trước sau phương tiện tương phản được dùng bệnh nhân với mục đích nghiên cứu mạch máu (chụp động mạch) Thuật ngữ tổng quát hơn, kỹ thuật số chụp X quang bao gồm việc sử dụng tất kỹ thuật điện tử kỹ thuật số chụp X quang Theo số khoa học thuật ngữ bao gồm việc sử dụng chụp cắt lớp vi tính (CT), chụp X quang kỹ thuật số chương đề cập đến kỹ thuật thiết bị điện tử kỹ thuật số sử dụng để thu mặt phẳng thay hình ảnh cắt lớp Ngồi ra, chúng tơi tập trung vào hệ thống sử dụng khuyếch đại ảnh xem video camera hệ thống cung cấp ví dụ minh họa hữu ích Kỹ thuật chụp xóa (DSA) cơng nghệ chụp X quang sử dụng chẩn đoán bệnh mạch máu DSA sử dụng để lấy hình ảnh động mạch phận khác thể hiệu cao cấu trúc động mạch tương phản vớ i xương mô mềm xung quanh DSA chứng minh đặc biệt hữu ích việc xác định bất thường mạch máu, bao gồm stenoses, mảng loét, chứng phình động mạch Tầm quan trọng tiềm DSA chẩn đoán bệnh mạch máu não đề xuất Reuter's quan sát nhiều khối lượng khối lượng kết hợp dịch vụ thần kinh học chụp động mạch số y tế trung tâm hướng tới việc đánh giá carotid xơ vữa động mạch não, bao gồm đột quỵ Các Nghiên cứu hợp tác cơng thiếu máu cục thống qua(TIAs) báo cáo trung bình 5,4 xác định TIAs 100 giường cấp tính năm trung tâm y tế tham gia Ước tính sử dụngcác thủ tục cắt động mạch cho bệnh viện bệnh nhân dao động từ 87 đến 97%.DSA bổ sung thay phần lớn thủ tục arteriographic Thiết kế hệ thống chụp X quang kỹ thuật số Sơ đồ hệ thống chung cho hệ thống chụp X quang kỹ thuật số đưa hình Tại trung tâm hệ thống kỹ thuật số hệ thống xử lý hình ảnh thu thập hình ảnh từ video camera cung cấp tín hiệu định thời cho máy phát tia X hệ thống thu thập hình ảnh để kiểm sốt luồng liệu từ nguồn tia X vào xử lý hình ảnh Quá trình chuyển đổi hình ảnh bắt đầu tín hiệu thời gian, gửi đến máy phát tia X điều khiển máy tính, bắt đầu sản xuất tia X truyền thông qua bệnh nhân nhận khuyech đại hình ảnh Độ mở, đặt khuyếch đại ảnh video camera, điều khiển lượng ánh sáng truyền đến máy ảnh Điều quản lý tỷ lệ tín hiệu nhiễu hình ảnh nhận thảo luận Video camera nhận hình ảnh ánh sáng từ khuyếch đại ảnh chuyển đổi thành tín hiệu video điện tử gửi tới hình ảnh xử lý dạng tương tự Bộ xử lý hình ảnh số hố hình ảnh, lưu trữ nhớ, làm cho có sẵn kỹ thuật số hình thức trừ với tập hợp hình ảnh khác có thời điểm khác lượng khác Các thành phần hệ thống hình ảnh bao gồm ống X-quang máy phát tia X, hình ảnh Khuyếch đại video camera tương tự phải có chất lượng cao máy ảnh sử dụng phương pháp huỳnh quang thơng thường để đảm bảo đồng hóa phù hợp khớp tương tự kỹ thuật số thành phần Một thuật toán phổ biến sử dụng hệ thống chụp X quang kỹ thuật số phép trừ ảnh (Hình 2) Trong kỹ thuật, hình ảnh động bệnh nhân nhận với tỷ lệ phơi nhiễm lần giây trở lên Cản quang tiêm vào bệnh nhân tiêm tĩnh mạch động mạch Hình ảnh thứ nhận lại sau cản quang chảy vào khu vực chụp ảnh Khơng định hình ảnh (khơng có cản quang) trừ từ hình ảnh opacified với q trình trừ lập tín hiệu (đó diện hình ảnh opacification), loại bỏ tĩnhcấu trúc giải phẫu chung cho opacified hình ảnh chưa định dạng Việc loại bỏ cấu trúc làm cho động mạch nhìn thấy hình ảnh trừ chúng khơng hiển thị khơng thể nhìn thấy trước trừ Thành phần hệ thống hình ảnh 3.1 Bộ khuyếch đại ảnh Thuật tốn xóa giả định giải phẫu bệnh nhân tương tự giống hệt hình ảnh mặt nạ cản quang Các video camera , ống X-quang thành phần hệ thống khác phải đủ ổn định để đảm bảo bình đẳng giải phẫu cấu trúc trừ Để trì độ tương phản có sẵn hình ảnh phóng xạ, khuyếch ảnh phải có độ cao tỷ lệ cản quang chuyển đổi từ tương tự sang kỹ thuật số phải cung cấp đủ mẫu lấy mẫu để bảo toàn độ phân giải khuyếch đại ảnh 3.2 Độ mở ánh sáng Khẩu độ ánh sáng , tương tự tìm thấy máy ảnh phản xạ ống kính đơn, đặt phía sau đầu photpho khuyếch đại ảnh, lượng ánh sáng chạm tới máy quay video cho tỷ lệ phơi sáng định độ mở nhỏ đòi hỏi phơi nhiễm xạ lớn để cung cấp mức độ ánh sáng đầy đủ cho video camera, giảm hiệu ứng nhiễu tạo tỷ lệ tín hiệu nhiễu tổng thể tốt hình Ngược lại, độ mở máy ảnh lớn sử dụng người muốn giảm thiểu bệnh nhân phơi nhiễm trường hợp nhiễu không giới hạn thơng tin chẩn đốn hình ảnh 3.3 Video camera Một thành phần quan trọng chuỗi hình ảnh cho hệ thống chụp X quang kỹ thuật số video camera Chức video camera tạo tín hiệu điện tử tương tự tỷ lệ thuận với lượng ánh sáng nhận mục tiêu máy ảnh Sơ đồ video camera đưa Hình Phần tử hoạt ảnh camera mục tiêu video thay đổi độ dẫn điện tiếp xúc với ánh sáng Quét chùm electron qua dòng mục tiêu video, với tiền gửi phí điện tử qua mục tiêu đến tạo thành dòng điện, tạo video tín hiệu Các khu vực nơi mục tiêu tiếp xúc với mức ánh sáng cao tạo độ dẫn điện, dòng điện lớn Vùng mục tiêu tiếp xúc với mức thấp mức độ ánh sáng tạo độ dẫn điện thấp dòng máy quay video nhỏ Tín hiệu thu thước đo đầu vào mức ánh sáng cho mục tiêu video Thông tin đọc cách thẳng thắn chùm điện tử quét qua mục tiêu để tạo tín hiệu video tương tự Tín hiệu video tín hiệu thời gian mã hóa hình ảnh ánh sáng hai chiều đích ghi thời gian Thời gian điểm tín hiệu video tương ứng với vị trí khơng gian bên hình ảnh ánh sáng (và X-quang) Mục tiêu video đọc hai cách khác Trong máy quay video sử dụng ngành cơng nghiệp phát sóng, chùm electron qt vượt qua mục tiêu 262 1/2 qua khu vực mục tiêu Kết 262 1/2 dòng tạo thành hình ảnh mục tiêu, gọi trường video (Hình 5) Trường video tạo lần 1/60 thứ hai Trong trường tiếp theo, quét tia điện tử dọc theo đường nằm hai dòng trước cánh đồng Do đó, trường thứ hai mua lại với dòng xen kẽ trường trường Các hai trường gọi trường đồng lẻ với trường trường bao gồm 1/60 giây hai trường tạo thành khung mua 1/30 giây bao gồm 525 dòng Lựa chọn quét chọn ngành phát sóng để giảm băng thơng truyền tránh nhấp nháy chế độ xem hình ảnh video Tuy nhiên, quét xen kẽ không lý tưởng cho chụp X quang kỹ thuật số Vấn đề chế độ xen kẽ trường video đọc liên tục Tuy nhiên, hầu hết mục tiêu video có độ trễ định để chúng tiếp xúc với mức ánh sáng không đổi, phải vài video trường trước tín hiệu đầu ổn định Do đó, hệ thống chụp X quang kỹ thuật số, sau chùm tia X bắt đầu, độ trễ tín hiệu video tạo hình ảnh thu giai đoạn đầu không ổn định Những sớm lĩnh vực phải loại bỏ, điều rõ ràng khơng mong muốn underutilizes tiếp xúc với x-ray giao cho bệnh nhân (Hình 6) Điều phần phần trường nhận nhiều tiếp xúc với người khác sau bắt đầu tiếp xúc với tia X 10 = Bây sử dụng phương trình để chứng minh khác biệt phép trừ hình ảnh khơng có phép biến đổi logarit (phép trừ tuyến tính) phép trừ hình ảnh sau phép biến đổi logarit (phép trừ logarit) 4.5 Phép trừ tuyến tính Một vài nhà nghiên cứu cơng nghệ xóa sử dụng thuật tốn trừ tuyến tính để cách ly tín hiệu cản quang Trong phép trừ tuyến tính,cản quang bị trừ từ ảnh mặt nạ mà khơng có biến đổi logarit Nếu phép trừ ảnh,khi phép trừ tuyến tính nhận có kết dạng: =-=- = [1- ] Nếu ta thừa nhận tín hiệu tương phản sử dụng Iốt làm chất cản quang có hệ số tương phản