VISUALIZACIÓN PROCESAMIENTO DE IMÁGENES DIGITALES

García Pegado, Ignacio Pérez Moreno, Carlos R.Gómez Sotelo, Antonio R. Serrano Martín, Jorge

G 34

Descripción general

Introducción Conceptos básicos Algoritmos de visualización

Sección Normal Projection Average Projection Maximum Intensity Projection

Aplicaciones Software utilizado Bibliografía

Introducción (I)

3D Image Processing AlgorithmsN. Nikolaidis, Ioannis Pitas2001

Capitulo 7: Visualization

Introducción (II)

Problema Estudiar la configuración tridimensional y

relaciones anatómicas de una estructura representada en imágenes 2D.

Vital importancia en radiología (RM, US, TAC…)

Introducción (III)

Objetivo Representar objetos de manera fotorealista

para extraer información sobre su estructura tridimensional.

Conceptos básicos (I)

Vista general:

Adquisición de datos usando MR, US, TAC

Procesamiento de los datos(filtrado, segmentación, etc.)

Exploración usandotécnicas de visualización

Conceptos básicos (II)

Tomografía Procesado de imágenes

por secciones. MRI, TAC, PET

Composición Métodos de combinación de dos o más

imágenes.

Conceptos básicos (III)

Planos de corte:En anatomía:

Axial o trasversal Sagital Coronal

Conceptos básicos (IV)

Objetos 3-D

Conceptos básicos (V)

Formato DICOM DICOM no es solo un formato de archivo, es

también un protocolo de red sobre TCP diseñado para almacenar y transmitir datos médicos.

Cabecera con campos estandarizados Imágenes o conjuntos de fotogramas (JPEG y otros)

Conceptos básicos (VI)

Técnicas de visualización Procesos de tratamiento de objetos

tridimensionales de forma que sus características puedan ser observadas.

Existen varios métodos, usados especialmente en investigación biomédica y aplicaciones clínicas.

Algoritmos (I)

Técnicas: Visualización por sección

Exploración de la estructura interna del volumen. La imagen resultante es computada por sección del volumen con los planos definidos por dos ángulos

Algoritmos (II)

Visualización por proyección de intensidades Proyección de los datos tridimensionales a una

imagen bidimensional que simula una imagen 3D. Proyección normal Proyección media Proyección de intensidad máxima

Algoritmos comunes de recorrido del volumen y creación de la superficie.

Varía el valor del píxel

Algoritmos (III)

Es decir,

Algoritmos (IV)

Normal projection La proyección se compone con el valor de

intensidad del primer vóxel de cada rayo.

Pseudocódigo:

float normalIntensity = I[0]; // variable que almacenará el // valor de intensidad del primer

// punto

Algoritmos (V)

Average projection La proyección se compone con el valor de

intensidad media de cada rayo.

Pseudocódigo:I[0 .. n] //es el array de valores de intensidad de los puntosfloat averageIntensity = I[0]; // variable que almacenará el valor

// medio de intensidad, inicialmente // asignado a la intensidad del primer

// puntofor (i = 0; i <= n; i++) {

averageIntensity = averageIntensity + I[i];}averageIntensity = averageIntensity/n;

Algoritmos (VI)

Maximum intensity projection (MIP) La proyección de compone con el mayor valor

de intensidad en un rayo de vóxeles.

Pseudocódigo:

I[0 .. n] //es el array de valores de intensidad de los puntosfloat maxIntensity = I[0]; // variable que almacenará el máximo

// valor de intensidad, inicialmente // asignado a la intensidad del // primer punto

for (i = 0; i <= n; i++) {if (maxIntensity < I[i])

maxIntensity = I[i];}

Algoritmos (VII)

Dos proyecciones desde puntos de vista opuestos dan el mismo resultado.

Permite visualización muy rápida y efectiva de estructuras densas (vasos contrastados, hueso).

Algunas características

Algoritmos (VIII)

Los fragmentos de calcio, más densos que el contraste, oscurecen la información de la luz vascular y además no permiten observar lo que se encuentra detrás de ellos.

Aplicaciones (I)

TAC actuales generan cortes sumamente delgados (hasta 0.5 mm)

Cada corte tiene una resolución espacial muy alta, pero un corte por sí solo no permite hacernos una idea de la configuración tridimensional de la estructura que estamos analizando.

Al combinar muchos cortes y superponerlos, podemos mantener esa resolución espacial y al mismo tiempo hacernos una idea de el curso de esa estructura a través del volumen de adquisición.

Aplicaciones (II)

Renderizado de volúmenes Técnicas de proyección son rápidas

computacionalmente, pero los resultados 2D no proporcionan una buena sensación de profundidad

Creación de animaciones a partir de renderizado de varias proyeciones MIP desde puntos de vista ligeramente cambiados. Sensación de rotación

Aplicaciones (III)

MIP es el método más utilizado Ejemplo: cáncer de pulmón

PET TAC Angiografía

Software utilizado

Eikona 3D

Específicamente diseñado para aplicaciones médicas: - PET, MRI, CT

Apropiado para operaciones sobre volúmenes de datos: - Transformaciones geométricas 3D - Segmentación de regiones 3D- Detección de aristas 3D - Análisis volumétrico y de sombras - Renderizado 3D de superficies y volúmenes

EIKONA3D Basic $499 USD EIKONA3D Enhancement Edition with Volume

Visualization and Surface Rendering modules $999 USD

Software utilizado

OsiriX 3.0 Disponible solo para MAC

Dedicado a imágenes DICOM y ámbito médico

Visualizador 2D, 3D, 4D, 5D

Proyecto desarrollado en Objective-C (C OO)

Software libre (disponible en sourceforge.com)

Bibliografía

3-D Image Processing Algorithms N. Nikolaidis, I. Pitas

Interactive Volume Rendering For Medical Images K. Orhun

Técnicas de reconstrucción tridimensional O. C. Ávila, E. Barrientos, C. González

Wikipedia

Ruegos y preguntas

Gracias por vuestra atención

García Pegado, Ignacio Pérez Moreno, Carlos R.

Gómez Sotelo, Antonio R. Serrano Martín, Jorge