Κυριακή, 5 Αυγούστου 2012

Σταθμοί επεξεργασίας εικόνων Visualization Workstations


Γενικά
Πρόκειται για μία υπολογιστική μονάδα επεξεργασίας εικόνων η οποία είναι συνδεδεμένη με τον αξονικό και Μαγνητικό τομογράφο και κύριο σκοπό έχει την ανασύνθεση των τομών σε μοντέλα δύο διαστάσεων (Reformat) και τριών διαστάσεων ( Προβολής μέγιστης έντασης MIP, αποδόσεις όγκου VRκαι αποδόσεις επιφανείας SR.
Ο τρόπος χειρισμού ομοιάζει με αυτόν των MS Windows καθώς στην οθόνη του υπολογιστή οι διάφορες λειτουργίες έχουν τη μορφή πλήκτρων, εικόνων η καταλόγου όπου οι επιλογές γίνονται με τη βοήθεια ενός ποντικιού (εικόνα 2).
Μέσω της κονσόλας είναι δυνατή:
  • Η μέτρηση αποστάσεων, γωνιών πυκνοτήτων καθώς και η προσθήκη κειμένου.
  • Μεγένθυση των εικόνων.
  • Περιστροφή των μοντέλων.
  • Πλοήγηση δια μέσω του αυλού των αγγείων και των κοίλων οργάνων.
  • Δημιουργία εικόνων transparency.
  • Δυνατότητα κοψίματος των μοντέλων σε  οιοδήποτε επίπεδο.
  • Χρωματισμός περιοχών που εμφανίζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον.
  • Απεικόνιση περιοχής ενδιαφέροντος μεμονωμένα ή σε σχέση με άλλες δομές.
  • Ασπρόμαυρη και έγχρωμη εκτύπωση Laser.

    Εικ.1 Κονσόλα επεξεργασίας εικόνων
    Εικ.2 Επιφάνεια εργασίας
















    Reformat
    Πρόκειται για μία εφαρμογή που στοχεύει στη δημιουργία εικόνων που  προέρχονται από την ανασύνθεση τομών Αξονικού ή Μαγνητικού Τομογράφου.
    Όπως διαφαίνεται και από τις δίπλα εικόνες οι ανασυνθέσεις αυτές δύνανται να οριστούν σε οιοδήποτε επίπεδο (στεφανιαίο, οβελιαίο, λοξό) και μπορούν να έχουν ποικίλο πάχος.
    1. Μία εγκάρσια, (axial), ανασύνθεση μορφοποιείται από ένα πλήθος στεφανιαίων ή οβελιαίων τομών με δειγματοληψία κατά μήκος του επιπέδου X-Y.
    2. Μία οβελιαία, (sagittal), ανασύνθεση μορφοποιείται από ένα πλήθος στεφανιαίων ή εγκάρσιων τομών με δειγματοληψία κατά μήκος του επιπέδου Y-Ζ.
    3. Μία στεφανιαία, (coronal), ανασύνθεση μορφοποιείται από ένα πλήθος οβελιαίων ή εγκάρσιων τομών με δειγματοληψία κατά μήκος του επιπέδου Χ-Z.
    4. Μία κεκλιμένη, (oblique), ανασύνθεση μορφοποιείται με δειγματοληψία κατά μήκος ενός επιπέδου το οποίο είναι κεκλιμένο  ως προς τα άλλα επίπεδα.





      CR ( Curve Reformat )
      Το Curve Reformat όπως ονομάζεται είναι μία εφαρμογή με την οποία είναι εφοδιασμένοι οι περισσότεροι νέοι αξονικοί. Είναι ιδιαίτερα χρήσιμο στην απεικόνιση αγγείων με ιδιαίτερη σκολειά πορεία.  Στην εικόνα βλέπουμε την κόκκινη γραμμή, είναι το επίπεδο ανασύνθεσης το οποίο εμείς χαράζουμε κατά μήκος του αγγείου ακολουθώντας την πορεία του από τομή σε τομή.





    MIP (Maximum Intensity Projection)
    Σύμφωνα με την τεχνική ΜΙΡ η ένταση σήματος κάθε σημείου του μοντέλου είναι η μέγιστη ένταση σήματος κατά μήκος μίας γραμμής κάθετης προς το επίπεδο των τομών.
    Παράγει πολύ καλά αποτελέσματα αρκεί τα αντικείμενα που ενδιαφέρουν να έχουν την μεγαλύτερη ένταση σήματος από όλα τα υπόλοιπα δεδομένα. Αυτός είναι και ο λόγος που είναι ευρέως διαδεδομένη τεχνική στις Μαγνητικές Αγγειογραφίες.
    Μία παραλλαγή της MIP είναι ο αλγόριθμος Προβολής Ελάχιστης Έντασης (minimum Intensity Projection, mIP). Σ’ αυτόν, αντίθετα από τον MIP, προβάλλονται στο τελικό μοντέλο τα δεδομένα τα οποία έχουν την μικρότερη τιμή. Χρησιμοποιείται με πολύ καλά αποτελέσματα στις απεικονίσεις του τραχειοβρογχικού δένδρου.



    SR (Surface Rendering)
    Μία σειρά από ακτίνες διαπερνούν τον όγκο των δεδομένων και το πρώτο voxel που θα συναντήσουν στην πορεία τους και το οποίο θα βρίσκεται μέσα σ’ ένα όριο τιμών που έχει οριστεί από τον χρήστη (threshοld) το απεικονίζουν στο τελικό τρισδιάστατο μοντέλο.
    Οποιοδήποτε voxel δεν βρίσκεται μέσα στο όριο τιμών απλώς δεν απεικονίζεται στο τελικό μοντέλο. Το μεγάλο πλεονέκτημα της μεθόδου είναι η απλότητά της. Αυτό την κάνει να είναι πολύ γρήγορη, όχι ιδιαίτερα απαιτητική σε hardware και σχετικά απλή στην εφαρμογή της.
    Οι SR ανασυνθέσεις αποδίδουν με μεγαλύτερη επιτυχία μία τρισδιάστατη οπτική προσδίδοντας στην απεικονιζόμενη περιοχή την αίσθηση του βάθους. Όμως μία σειρά από βασικά μειονεκτήματα που οφείλονται στην διαδικασία του Threshold μας κάνουν ιδιαίτερα επιφυλακτικούς καθώς είναι πολύ εύκολο λανθασμένη επιλογήthreshold να οδηγήσει σε λανθασμένα συμπεράσματα (υποεκτίμηση ή υπερεκτίμηση μίας βλάβης).




    VR (Volume Rendering)
    Η VR μέθοδος αστικοποίησης χρησιμοποιεί όλα τα δεδομένα που υπάρχουν στις αρχικές τομές με αποτέλεσμα το τελικό μοντέλο να αποδίδει ακριβέστερα τις σχέσεις που υπάρχουν στις αρχικές τομές.
    Μία σειρά από παραμέτρους μπορούν να μεταβληθούν από το χρήστη, όπως είναι η διαφάνεια (opacity), η φωτεινότητα (brightness) και η επί της εκατό κατάταξη (percentage classification) που μπορεί να επηρεάσουν τόσο την εμφάνιση του τελικού μοντέλου όσο και την ακρίβειά του.
    Η VR ξεπερνάει πολλά από τα εμπόδια που θέτουν οι άλλες τεχνικές. Δίνει μία πάρα πολύ καλή απεικόνιση των διαφόρων δομών στο χώρο και τη μεταξύ τους σχέση. Επιπλέον αποδίδει πιο σωστά τη σχέση που έχουν οι διάφορες δομές μεταξύ τους όσον αφορά την ένταση του σήματος τους από τις αρχικές τομές.
    Έτσι είναι ιδιαίτερα χρήσιμη στην ταυτόχρονη απεικόνιση ιστών με διαφορετικές πυκνότητες.





    VE (Virtual Endoscopy)
    Η εικονική ενδοσκόπηση παρέχει μία εξομοίωση ενδοσκοπικής εξέτασης χρησιμοποιώντας μεθόδους εικονικής πραγματικότητας και Computer graphics.
    Δημιουργεί τρισδιάστατες ανασυνθέσεις του εσωτερικού των αγγείων και των κοίλων οργάνων επιτρέποντας την πλοήγηση σε πραγματικό χρόνο δια μέσω των αυλών ή των κοιλοτήτων της εξεταζόμενης περιοχής. Έτσι συντελεί στην συλλογή πληροφοριών προερχομένων από τα έσω που σε κάποιες περιπτώσεις θα ήταν αδύνατη.
    Όπως και στην περίπτωση που ο χρήστης βλέπει τα δεδομένα από έξω, και εδώ χρησιμοποιούνται οι δύο αλγόριθμοι, ο SR και VR.
    Ακόμα και σήμερα, όμως, η VE δεν έχει κερδίσει τη θέση της στην καθημερινή κλινική πράξη. Ίσως η ανάπτυξη νέων και ταχύτερων υπολογιστικών συστημάτων και νέων προγραμμάτων να την καθιερώσουν σαν ένα ακόμα πολύτιμο εργαλείο στον τομέα της ακτινοδιαγνωστικής.
    Θα λέγαμε λοιπόν πως η εικονική ενδοσκόπηση βρίσκει εφαρμογή στο στάδιο της αρχικής διερεύνησης βοηθώντας έτσι τις διαδικασίες της επεμβατικής ενδοσκόπησης καθώς δεν μπορεί να παρέχει ακόμη τουλάχιστον απεικονίσεις ίσης διαγνωστικής αξίας π.χ. πληροφορίες για την όψη του βλεννογόνου και φυσικά λήψη δειγμάτων βιοψίας.






    2D-3D Models







0 σχόλια :

Δημοσίευση σχολίου