med info 2005 ewert1 - uppsala university › edu › course › homepage › medinf › vt06 ›...
TRANSCRIPT
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
1
# 12005-05-11
Medicinsk bildbehandling
Del 1: Bildskapande och visualisering
Prof. Ewert BengtssonCentrum för bildanalys
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 2
Föreläsningens temaFöreläsningens tema
•• Bilder är av central betydelse för medicinsk Bilder är av central betydelse för medicinsk diagnostikdiagnostik
•• En dramatisk utveckling av medicinskt En dramatisk utveckling av medicinskt bildskapande har ägt rum de senaste bildskapande har ägt rum de senaste decennierna decennierna
•• Skall diskutera olika sätt att skapa, bearbeta Skall diskutera olika sätt att skapa, bearbeta och tolka medicinska bilderoch tolka medicinska bilder•• Denna föreläsning Denna föreläsning –– visuell tolkningvisuell tolkning•• Nästa föreläsning Nästa föreläsning –– datoriserad bildanalysdatoriserad bildanalys
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 3
ArbetsflödetArbetsflödet vidvid medicinskmedicinsk bildanalysbildanalys
ProblemProblem
BildskapandeBildskapande
BildbehandlingBildbehandling
SegmenteringSegmentering
Egenskapsextraktion, bildbeskrivning Egenskapsextraktion, bildbeskrivning
Klassificering, igenkänning,Klassificering, igenkänning,tolkningtolkning
LösningLösning
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
2
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 4
ArbetsflödetArbetsflödet vidvid medicinskmedicinsk bildbehandlingbildbehandling ochochvisuellvisuell bildanalysbildanalys
ProblemProblem
BildskapandeBildskapande
BildbehandlingBildbehandling
SegmenteringSegmentering
Egenskapsextraktion, bildbeskrivningEgenskapsextraktion, bildbeskrivning
Klassificering, igenkänning,Klassificering, igenkänning,tolkningtolkning
LösningLösning
VisualiseringVisualisering
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 5
Medicinskt bildskapandeMedicinskt bildskapande
•• Med hjälp av olika delar av Med hjälp av olika delar av det elektromagnetiska det elektromagnetiska spektratspektrat•• PET PET –– hårda gammastrålar, hårda gammastrålar,
511keV511keV•• Röntgenbilder, CTRöntgenbilder, CT•• Synligt ljusSynligt ljus•• Värmebilder, termografiVärmebilder, termografi•• Radiovågor från kärnspinn, MRTRadiovågor från kärnspinn, MRT•• Kroppens egen elektriska Kroppens egen elektriska
aktivitet, EEGaktivitet, EEG
•• Ljudvågor, ultraljudLjudvågor, ultraljud
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 6
MedicinsktMedicinskt bildskapandebildskapande modalitetermodaliteter•• XRayXRay, CT, CT
•• PET, SPECTPET, SPECT
•• MRIMRI
•• UltrasoundUltrasound
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
3
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 7
MikroskopiMikroskopi -- ytterligareytterligare ettett viktigtviktigt sättsättskapaskapa medicinskamedicinska bilderbilder
•• UtelämnasUtelämnas i i dennadenna föreläsningföreläsning
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 8
Röntgen Röntgen –– teknikens uppfinnareteknikens uppfinnare
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 9
Tekniktrender Tekniktrender
•• Sedan drygt 100 år Sedan drygt 100 år röntgenteknik med hjälp av röntgenteknik med hjälp av analog elteknik och fotografisk analog elteknik och fotografisk teknikteknik
•• Sedan drygt 25 år med hjälp Sedan drygt 25 år med hjälp av digitalteknikav digitalteknik
•• Liksom på alla andra områden Liksom på alla andra områden sker en snabb utveckling där sker en snabb utveckling där den digitala tekniken tar överden digitala tekniken tar över
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
4
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 10
FluoroskopiFluoroskopi kontra radiografikontra radiografi
•• FluoroskopiFluoroskopi ––genomlysning,genomlysning,•• ger levande bild på ger levande bild på
patienten, patienten, •• kan ställa realtids diagnos, kan ställa realtids diagnos, •• se rörliga förlopp, se rörliga förlopp, •• styra vissa undersökningar, styra vissa undersökningar, •• ger hög strålbelastning ger hög strålbelastning
också för läkarenockså för läkaren
• Radiografi –röntgenfotografering• erhåller en frusen,
permanent stillbild, • kan tolka i lugn och ro, • ger medicinsk och juridisk
dokumentation
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 11
FluoroskopiFluoroskopi
•• FluoroscopeFluoroscope, ursprungligen zinkkadmiumsulfidskärm, , ursprungligen zinkkadmiumsulfidskärm, 7% verkningsgrad7% verkningsgrad
•• Elektrooptiska bildförstärkare med fluorescensskärm Elektrooptiska bildförstärkare med fluorescensskärm (>10.000 ggr förstärkning)(>10.000 ggr förstärkning)
•• Bildförstärkare med TVBildförstärkare med TV--kamera (rör eller CCD)kamera (rör eller CCD)•• Digital registrering av bilden från TVDigital registrering av bilden från TV--kamerankameran
•• Digital Digital fluoroskopifluoroskopi•• Digital subtraktionsangiografi Digital subtraktionsangiografi
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 12
Modern digital Modern digital fluoroscopifluoroscopi
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
5
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 13
RadiografiRadiografi
•• Ursprungligen direkt filmexponering, ger högst skärpa Ursprungligen direkt filmexponering, ger högst skärpa men låg verkningsgrad, används endast i specialfall, men låg verkningsgrad, används endast i specialfall, t.ex. tandröntgent.ex. tandröntgen
•• Förstärkningsskärmar omvandlar röntgen till ljus, vinst Förstärkningsskärmar omvandlar röntgen till ljus, vinst 100100--10000 ggr10000 ggr
•• Kan använda sekundärbländare, raster för att minska Kan använda sekundärbländare, raster för att minska spritt ljus och öka kontrastspritt ljus och öka kontrast
•• Filmen kan ersättas av bildplattor, ger större dynamiskt Filmen kan ersättas av bildplattor, ger större dynamiskt omfång och direkt möjlighet digitalisera och förbättra omfång och direkt möjlighet digitalisera och förbättra bildenbilden
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 14
Klassisk röntgenprojektion, ger en tvådimensionell skuggbild
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 15
Lungor Lungor -- PulmonaryPulmonary
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
6
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 16
Konventionell kontra digital, Konventionell kontra digital, högfrekvensförstärkt röntgenbildhögfrekvensförstärkt röntgenbild
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 17
Digital radiografi, fördelar:Digital radiografi, fördelar:
•• Större kontrastomfång ger mycket färre Större kontrastomfång ger mycket färre omtagningar omtagningar pgapga felexponeringfelexponering
•• Digital bildhantering ger färre förlorade filmer Digital bildhantering ger färre förlorade filmer och förenklad arkiveringoch förenklad arkivering
•• Mer miljövänligt genom mindre film och Mer miljövänligt genom mindre film och kemikalieförbrukningkemikalieförbrukning
•• Enklare konsultera andra experter via Enklare konsultera andra experter via datornätverkdatornätverk
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 18
Muskler och skelettMuskler och skelett
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
7
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 19
Blodkärl Blodkärl --AngiografiAngiografi
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 20
AngiographyAngiography
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 21
MammographyMammography
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
8
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 22
Datortomografi – CT -Computed Tomography
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 23
Computed Tomography (CT)
Skapar bilder av skivor genom kroppen
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 24
Tomografisk funktionsprincipTomografisk funktionsprincip
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
9
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 25
CTCT--funktionsprincipfunktionsprincip
•• I ett stort antal projektionsstrålar genom I ett stort antal projektionsstrålar genom kroppen mäts kroppen mäts röntgentäthetenröntgentätheten, man får alltså , man får alltså många täthetsprofilermånga täthetsprofiler
•• Dessa kan återprojiceras in i planet genom Dessa kan återprojiceras in i planet genom utnyttjande av Radons formel eller genom utnyttjande av Radons formel eller genom filtrerad återprojektionfiltrerad återprojektion
•• CT ger god kontrastupplösning och mycket god CT ger god kontrastupplösning och mycket god geometrisk noggrannhetgeometrisk noggrannhet
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 26
CT bildens egenskaperCT bildens egenskaper
•• CT CT absolutmäterabsolutmäter röntgentäthetröntgentäthet enligt enligt HounsfieldsHounsfields skala där skala där •• --1000 är luft1000 är luft•• 0 är vatten0 är vatten•• +1000 är ben +1000 är ben
•• Genom att sätta olika kontrastfönster ser man Genom att sätta olika kontrastfönster ser man olika olika vävnadstypervävnadstyper optimaltoptimalt
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 27
CT: CT: skelettskelett -- hjärnahjärna
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
10
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 28
BukenBuken -- abdominalabdominal
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 29
CT CT -- AngiografiAngiografi
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 30
Magnetisk Resonans Tomografi (MRI)
Bygger på magnetiska pulssekvenser i ett starkt magnetfält
Olika pulssekvenser ger olika kontrast
Skivornas orientering kan väljas fritt
T1 T2 PD
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
11
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 31
2003 års Nobelpris i Fysiologi eller 2003 års Nobelpris i Fysiologi eller Medicin gällde MRTMedicin gällde MRT
•• Förra årets Nobelpris gick till :Förra årets Nobelpris gick till :•• Paul C. Paul C. LauterburLauterbur•• Peter Mansfield Peter Mansfield
•• Det fanns en tredje uppfinnare som var mycket upprörd, se Det fanns en tredje uppfinnare som var mycket upprörd, se http://www.fonar.com/nobel.htmhttp://www.fonar.com/nobel.htm•• ””HowHow cancan Raymond Raymond DamadianDamadian be be bypassedbypassed for an for an awardaward
on MRI? Dr on MRI? Dr DamadianDamadian has has alreadyalready beenbeen creditedcredited with the with the discovery of MRI!”discovery of MRI!”
•• ”This ”This year’syear’s Nobel Nobel PrizePrize in Medicine is a in Medicine is a ShamefulShameful WrongWrongthat must be that must be RightedRighted!”!”
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 32
MRT funktionsprincipMRT funktionsprincip
• Atomkärnor med udda antal protoner/neutroner har spinn
• Spinnvektorn kan riktas upp med ett starkt magnetiskt fält
• Kan sedan störas med radiosignal i resonans med atomspinnets egenfrekvens, Larmorfrekvensen
• När atomerna sedan återgår i jämvikt blir de små radiosändare som kan avlyssnas
• Med styrning av fältgradienter och pulssekvenser kan man styra vilka atomer som aktiveras respektive avlyssnas och därigenom kan man skapa bilder i 2D och 3D
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 33
Några grundläggande MRNågra grundläggande MR--begreppbegrepp
•• MRMR--bilder kan viktas till att visa två bilder kan viktas till att visa två tidskonstantertidskonstanter som som ger olika kontrast:ger olika kontrast:
•• T1 är T1 är tidskonstantentidskonstanten som bestämmer hur snabbt som bestämmer hur snabbt spinnet Mspinnet MZZ återgår till jämviktsläge, den kallas spin återgår till jämviktsläge, den kallas spin latticelattice relaxation time relaxation time MMzz = M= Moo ( 1 ( 1 -- ee--t/T1t/T1 ))
•• T2 är T2 är tidskonstantentidskonstanten som anger återgången till jämvikt som anger återgången till jämvikt för den transversa magnetiseringen Mför den transversa magnetiseringen MXYXY, den kallas , den kallas spinspin--spin relaxation time spin relaxation time MMXYXY ==MMXYoXYo( e( e--t/T2t/T2))
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
12
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 34
MRT bildens egenskaperMRT bildens egenskaper
•• Mycket god kontrastupplösning i mjukdelarMycket god kontrastupplösning i mjukdelar•• Stor flexibilitet med olika pulssekvenser som ger Stor flexibilitet med olika pulssekvenser som ger
olika kontrast olika kontrast •• Ingen möjlighet till absolutbestämning av Ingen möjlighet till absolutbestämning av
signalnivåersignalnivåer•• Dålig geometrisk noggrannhetDålig geometrisk noggrannhet•• Såvitt känt helt oskadlig teknikSåvitt känt helt oskadlig teknik•• Fortfarande under stark utvecklingFortfarande under stark utveckling
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 35
MusklerMuskler ochoch skelettskelett ((lederleder))
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 36
NeurologisktNeurologiskt
Multiple sclerosis
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
13
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 37
AngiografiAngiografi
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 38
AngiografiAngiografi
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 39
BukenBuken
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
14
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 40
HjärtatHjärtat
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 41
Functional imagingFunctional imaging
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 42
Nya öppnare MR designerNya öppnare MR designer
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
15
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 43
MRT teknikerMRT tekniker
•• En mängd faktorer påverkar bildens egenskaperEn mängd faktorer påverkar bildens egenskaper•• Spolar för att uppfånga radiosignalerna anpassas till Spolar för att uppfånga radiosignalerna anpassas till
anatomi och patologianatomi och patologi•• Ju närmare det avbildade organet ju bättre bildJu närmare det avbildade organet ju bättre bild
•• Olika pulssekvenser ger olika kontrast, upplösning, Olika pulssekvenser ger olika kontrast, upplösning, signalbrus och signalbrus och registreringstiderregistreringstider
•• Triggning till hjärtfrekvens, blodrörelser, andning kan Triggning till hjärtfrekvens, blodrörelser, andning kan öka detaljskärpanöka detaljskärpan
•• Kontrastmedel kan framhäva vissa strukturerKontrastmedel kan framhäva vissa strukturer•• Med funktionell MR, Med funktionell MR, fMRIfMRI kan aktivitet i t.ex. hjärnan kan aktivitet i t.ex. hjärnan
registrerasregistreras
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 44
Att studera vidare om MRAtt studera vidare om MR
•• En bra beskrivning av MRI tekniken finns på En bra beskrivning av MRI tekniken finns på http://www.cis.rit.edu/htbooks/mri/inside.htmhttp://www.cis.rit.edu/htbooks/mri/inside.htm
•• En bra populär beskrivning om vad MR är finns En bra populär beskrivning om vad MR är finns på på http://http://www.nobel.sewww.nobel.se/medicine//medicine/laureateslaureates/2003//2003/presspress--sv.htmlsv.html
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 45
Positron Emission Tomograpy (PET)
PET visar koncentration och fördelning av positronstrålande spårämnen i patienten. Dessa bilder är funktionella, ej anatomiska, dvsde visar fysiologiska parametrar.
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
16
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 46
Positron Emissions Tomografi : skannern
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 47
Positron Emission Tomografi : accelerator för att skapa de radioaktiva spårämnena
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 48
PET PET -- funktionsprincipenfunktionsprincipen
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
17
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 49
PET funktionsprincipPET funktionsprincip
•• Ett positronstrålande preparat införs i kroppen Ett positronstrålande preparat införs i kroppen (måste tillverkas med accelerator)(måste tillverkas med accelerator)
•• Positronerna kolliderar inom någon mm med en Positronerna kolliderar inom någon mm med en elektron och skapar två kollinjära 511keV elektron och skapar två kollinjära 511keV gammakvanta gammakvanta
•• Dessa detekteras av två detektorer i ringar runt Dessa detekteras av två detektorer i ringar runt personen och man räknar ut längs vilken linje personen och man räknar ut längs vilken linje sönderfallet skeddesönderfallet skedde
•• Återprojektion enligt tomografisk princip Återprojektion enligt tomografisk princip
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 50
PET bildens egenskaperPET bildens egenskaper
•• Ger funktionella bilder med ganska god upplösning, ca Ger funktionella bilder med ganska god upplösning, ca 1 cm1 cm
•• Kan märka glukos med C11 och därmed se var näring Kan märka glukos med C11 och därmed se var näring tas upp vilket visar t.ex. var i hjärnan arbete pågårtas upp vilket visar t.ex. var i hjärnan arbete pågår
•• Mycket specifika ämnen kan märkas varför tekniken Mycket specifika ämnen kan märkas varför tekniken har stor betydelse för läkemedelsforskning har stor betydelse för läkemedelsforskning
•• Behovet av en accelerator och ett snabbt kemiskt Behovet av en accelerator och ett snabbt kemiskt laboratorium som kan hantera radioaktiva preparat gör laboratorium som kan hantera radioaktiva preparat gör tekniken mycket dyrtekniken mycket dyr
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 51
Exempel på PET-bilder
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
18
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 52
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 53
PET i UppsalaPET i Uppsala
•• PETPET--forskningenforskningen i Uppsala ligger mycket väl i Uppsala ligger mycket väl framme internationelltframme internationellt
•• Häromåret såldes Häromåret såldes PETPET--centrumcentrum till till AmershamAmersham--BiosciencesBiosciences och och ImanetImanet AB bildadesAB bildades
•• AmershamAmersham--BiosciencesBiosciences har nu köpts av GE har nu köpts av GE MedicalMedical
•• Fortsatt forskningssamarbete med universitetetFortsatt forskningssamarbete med universitetet
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 54
Single Photon Emission ComputedTomography (SPECT)
SPECT liknar PET och visar koncentration och fördelning av ett radioaktivt spårämne i patienten. Bilderna är funktionella ej anatomiska.
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
19
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 55
Scintigraphy - SPECT kamera
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 56
SPECT funktionsprincipSPECT funktionsprincip
•• Ett radioaktivt preparat införs i kroppenEtt radioaktivt preparat införs i kroppen•• Med en matris av detektorer i en platta över Med en matris av detektorer i en platta över
kroppen detekteras ungefär var sönderfallen kroppen detekteras ungefär var sönderfallen skersker
•• Plattan kan placeras i olika riktningar vilket ger Plattan kan placeras i olika riktningar vilket ger möjlighet till tomografisk rekonstruktionmöjlighet till tomografisk rekonstruktion
•• Alternativt kan en Alternativt kan en snedhålskollimatorsnedhålskollimator användas användas och plattan roteras =och plattan roteras =ektomografiektomografi
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 57
SPECTSPECT--bildensbildens egenskaperegenskaper
•• SPECT ger en funktionell bild med relativt låg SPECT ger en funktionell bild med relativt låg upplösning, någon cmupplösning, någon cm
•• Bilderna är i grunden 3DBilderna är i grunden 3D•• Preparaten kan erhållas ur långlivade Preparaten kan erhållas ur långlivade
moderisotoper vilket är mycket billigare än moderisotoper vilket är mycket billigare än acceleratoraccelerator
•• Genom längre registreringar kan dynamiska Genom längre registreringar kan dynamiska förlopp studerasförlopp studeras
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
20
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 58
Tillämpningsexempel
Att detektera benmetastaser
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 59
Ultraljudsavbildning
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 60
UltraljudUltraljud
•• Bygger på ekolodningsprincipen, ljud med hög Bygger på ekolodningsprincipen, ljud med hög frekvens, typiskt några MHz skickas in i kroppen frekvens, typiskt några MHz skickas in i kroppen och ekona studeras.och ekona studeras.
•• Kan med en liten smidig utrustning ge Kan med en liten smidig utrustning ge dynamiska bilder i 2D och 3Ddynamiska bilder i 2D och 3D
•• Bilderna har vissa problem med koherent brus, Bilderna har vissa problem med koherent brus, specklespeckle, och med , och med ickeicke--lineariteterlineariteter i ljudets i ljudets utbredning utbredning
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
21
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 61
Ultraljud, bäst på att visa mjukdelarUltraljud, bäst på att visa mjukdelar
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 62
Hjärtat
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 63
Magen
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
22
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 64
Fosteravbildning
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 65
Ultraljud för fosterundersökningarUltraljud för fosterundersökningar
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 66
Ultraljud kan visa flöden bl.a. med Ultraljud kan visa flöden bl.a. med DopplerteknikDopplerteknik
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
23
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 67
VisualiseringVisualisering avav medicinskamedicinska bilderbilder
•• 2D2D•• HarHar hittillshittills domineratdominerat
•• 3D3D•• MultiMulti--Planar ReconstructionPlanar Reconstruction•• Maximum Intensity ProjectionMaximum Intensity Projection•• Surface RenderingSurface Rendering•• Volume RenderingVolume Rendering
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 68
En MR kamera ger en 3D bild. Klassisk röntgenbildshantering arbetar med 2D film. 3D bilder ger en hel trave 2D skivor att tolka tillsammans
3D MRI
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 69
MultiMulti--Planar ReconstructionPlanar Reconstruction
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
24
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 70
VolymsrendreringEn fiktiv ljusstråle skickas genom varje bildpunkt, i bildplanet. Bildpunktens färg avgörs av ljusstrålensväxelverkan med volymselementen i volymen i kombination med olika ljuskällor.
Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 71
VolymsrendreringsmetoderVolymsrendreringsmetoder
•• Enstaka modalitetEnstaka modalitet•• GrånivågradientskuggningGrånivågradientskuggning
•• Maximum intensitets projektion (MIP)Maximum intensitets projektion (MIP)
•• Integrerande projektionIntegrerande projektion
•• Multipla modaliteterMultipla modaliteter•• Kombinerad Kombinerad rendreringrendrering
•• Implicit segmenteringImplicit segmentering
•• YtprojektionYtprojektion of of korticalkortical activitetactivitet
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 72
Maximum Maximum IntensitetsIntensitets ProjektionProjektion
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
25
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 73
Grånivågradientskuggning• Man bestämmer en grånivåtröskel och strålar skickas in i
volymen till dess ett volymselement med ett värde högre äntröskeln påträffas.
• Intensitetsgradient vid dessa positioner kombineras med ljuskällorna för att rendrera bilden.
• Med skärningsplan kan delar av volymen tas bort för att göraandra delar synliga.
MRI PET
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 74
VolymsredreringsexempelVolymsredreringsexempel
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 75
SkuggadeSkuggade ytorytorShaded Surface Display (SSD)Shaded Surface Display (SSD)
•• KräverKräver segmenteringsegmentering•• YtelementenYtelementen skuggasskuggas ellereller färgsättsfärgsätts I I
enlighetenlighet med med någonnågon belysningsmodellbelysningsmodell•• OmOm såså önskasönskas kankan texturtextur ocksåockså läggasläggas till till
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
26
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 76
Kan lägga på färg för olika organ vilket kan ge Kan lägga på färg för olika organ vilket kan ge mycket detaljrika 3D visualiseringarmycket detaljrika 3D visualiseringar
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 77
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 78
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
27
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 79
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 80
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 81
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
28
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 82
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 83
Visualisering av Ultraljuds 3D bilder
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 84
Visualisering av « The Visible Human »
Computerised Image Analysis VT03 5/11/2005
29
2005-05-11 Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA 85
FramtidsperspektivFramtidsperspektiv
•• Sammansmältning av bilder från olika teknikerSammansmältning av bilder från olika tekniker ((MR, CT, PET,…)MR, CT, PET,…)•• Dual Dual imagingimaging enheterenheter•• Sammansmältning genom bildbehandling Sammansmältning genom bildbehandling -- Image FusionImage Fusion
•• Interventionell användning av medicinska bilderInterventionell användning av medicinska bilder•• RealReal--timetime imagingimaging•• VirtualVirtual surgerysurgery
•• Mer kapacitet och svårareMer kapacitet och svårare problemproblem•• Mer datorresurser (Moores lag)Mer datorresurser (Moores lag)•• Ökning av upplösning (växer kubiskt), läkarnas förväntningarÖkning av upplösning (växer kubiskt), läkarnas förväntningar
•• Fullständigt automatisk analys är en (orealistisk) drömFullständigt automatisk analys är en (orealistisk) dröm•• Alltför viktigt inte göra felAlltför viktigt inte göra fel•• Bra interaktiva system är pålitligare...Bra interaktiva system är pålitligare...
Medicinsk bildbehandling Ewert Bengtsson, CBA
Det var allt, tack för intresset!lder från Tack också till Xavier Tizon och övriga som bidragit med bilder