Cyfrowy system rejestracji

obrazu w

rentgenodiagnostyce

Cyfrowa rejestracja obrazu

Radiologia cyfrowa (DR)

Pośrednia Bezpośrednia

Radiologia fosforowa Czujnik CCD

Kaseta z płytką po wykonaniu zdjęcia umieszczona

zostaje w czytniku obrazu. Czytnik automatycznie

otwiera kasetę i wysuwa płytę obrazową.

Podczas badania promieniowanie X padające na

różne punkty płyty fosforowej z różnym natężeniem

proporcjonalnie zwiększa energię atomów fosforu.

Podstawą działania czytnika (skaner laserowy) jest

uwolnienie zgromadzonej na płytce energii

mającej postać stymulowanego światła. Jest to

sygnał analogowy, który ulega przetworzeniu na

cyfrowy w fotodetektorze. Proces przetwarzania

informacji na format zrozumiały dla komputerów

nazywa się digitalizacją. Równocześnie z płytki

zostaje usunięty „utajony” obraz i może być ona

ponownie użyta do badania.

Radiologia fosforowa

Folia pamięciowa automatycznie ocenia

jakość obrazu, a zwłaszcza średnie
zaczernienie i rozpiętość pomiędzy
jasnymi i ciemnymi partiami obrazu.
Uzyskane informacje wykorzystywane
są do optymalizacji wyniku badania
rak, aby można było ocenić
najdrobniejsze szczegóły anatomiczne.

Radiologia fosforowa

Podstawą obrazowania są detektory

zbudowane z fotoprzewodników
(amorficzny krzem, selen)
tworzących matrycę, przy czym
każdy receptor odpowiada za 1
piksel obrazu.

Radiologia cyfrowa

bezpośrednia

Czujnik CCD

CCD (charge coupled device) składa się z dużej liczby

elementów czułych na światło. Elementy te w fazie
akumulacji zbierają ładunki elektryczne wyłapując
fotony. W ten sposób zakumulowany ładunek jest
proporcjonalny do ilości światła jaka padła na dany
sensor. W fazie odczytu ładunki są zamieniane na
napięcie elektryczne. Wszystko to dzieje się dzięki
efektowi fotoelektrycznemu wewnętrznemu, który
polega na wybijaniu elektronów przez fotony, co
prowadzi do powstanie różnicy potencjału, czyli
napięcia elektrycznego. Następnie poprzez elektrody
zgromadzone na końcu każdego rzędu pikseli,
zgromadzony sygnał trafia do wzmacniacza, po czym
opuszcza rejestrator.

Komputery nie radzą sobie z ciągłymi obrazami, lecz

tylko z szykiem (układem) liczb. Tym sposobem
wymagane jest, aby reprezentacja obrazów była
dwuwymiarowym układem punktów. Punkt na
płaszczyźnie 2-D nazywamy pikselem lub pel'em, zaś
punkt w przestrzeni 3-D voxelem. Pozycja pikseli w
powszechnej notacji podawana jest jako matryca.
Pierwszy indeks (m) oznacza pozycje wiersza, indeks
(n)oznacza kolumnę.

Wizualizacja obrazu

Każdy piksel reprezentuje nie punkt obrazu, ale

raczej prostokątny region, czyli elementarną

komórkę siatki. Wartość związana z pikselem

informuje o średniej irradiancji (natężenie

napromieniowania ) to znaczy, że obrazy rtg

stanowią przestrzenne rozłożenie natężenia

promieniowania na płaszczyźnie.

Rozmiar piksela powinien być mniejszy niż

najmniejszy z obiektów, których chcemy

oceniać.

Wizualizacja obrazu

Wizualizacja obrazu

Różnica pojęcia „piksel” i „voksel”

Liczba elementów obrazu (pikseli ) w kierunku poziomym

(m) i pionowym (n). Matryce w rentgenodiagnostyce:

512x512

1024x1024
2048x2048
4096x4096

Rozmiar piksela determinuje rozdzielczość przestrzenną,

która dla rozmiaru piksela wynosi: np. piksel o

rozmiarze

0,2 mm - 2,5linii/mm

0,1 mm – 5linii/mm

Większa matryca = więcej pikseli, które są mniejsze

Matryca

Mierzona irradiancja (natężenie

promieniowania) płaszczyzny obrazu musi

być odwzorowana jako skali szarości, aby

mogła być użyta przez komputer. Proces

ten nazywa się kwantyzacją.

Skale szarości w diagnostyce:

256 stopni szarości – układ 8bitowy

1024 stopni szarości - układ 10bitowy

4096stopni szarości – układ 12bitowy

Wizualizacja –skala szarości

Możemy zauważyć relatywną różnice na

poziomie 2% pomiędzy obszarami o różnej
jasności

Komputer rozróżnia określoną liczbę typów

skali szarości, co sprawia, że obraz cyfrowy
ma znacznie mniejszą dynamikę. To jest
powód, dlaczego jakość obrazów
cyfrowych, a w szczególności scen bardzo
jaskrawych i kontrastowych, wydaje nam
się dużo gorsza.

Wizualizacja – skala szarości

Przyjmowanie elektronicznych zleceń

medycznych systemu szpitalnego i zwracanie

do niego wyników badań,

Elektroniczna wymianę informacji z

urządzeniami diagnostycznymi,

Generowanie danych dla systemu rozliczeń

(format otwarty NFZ),

Generowanie danych statystycznych,

W jednostkach prowadzących bezpośrednią

sprzedaż usług dla pacjentów generowanie

dokumentów sprzedaży ,

Wysyłanie obrazów na odległość (teleradiologia)

np. celem konsultacji medycznych

System informatyczny w

radiologii

Art. 3 Dla zainstalowanych urządzeń

radiologicznych wyposażonych w cyfrową

rejestrację obrazu standardem wymiany i

interpretacji danych medycznych

związanych lub reprezentujących obrazy

diagnostyczne jest format DICOM 3.0

zgodny z normą ISO 12052:2006.

Badanie radiologiczne wykonywane w

technice cyfrowej jest opisywane w
dedykowanych stacjach opisowych,
czyli na monitorach np. LCD. Wszelki
zapis badania radiologicznego na
nośniku CD czy DVD lub na kliszy z
kamery laserowej jest dokumentacją
wtórną i z punktu widzenia prawa nie
jest wynikiem badania do interpretacji.

Wynik badania

Przekątna monitora:
• radiologia klasyczna (szczególnie badania

klatki piersiowej) co najmniej 21”,

• pozostałe - co najmniej 18”;
Wielkość matrycy:
• mammografia co najmniej 3 MP,

monochromatyczny,

• radiologia klasyczna co najmniej 2 MP,

monochromatyczny,

• TK, MR, USG, Angio co najmniej 1 MP

monochromatyczny lub kolorowy.

Zalecenia dla stacji

opisowych

Archiwizacja badań w systemie

cyfrowym

Drukarka płyt CD-R/DVD to automatyczny

robot nagrywający cyfrowe obrazy z badań
RTG, USG, CT, MR i NUC w formacie

DICOM na płytach CD/DVD.

Obrazy z poszczególnych badań wraz z danymi

pacjentów przekazywane są z tworzących je

urządzeń przez sieć komputerową do drukarki

która automatycznie nanosi je na płytę CD/DVD

zapisując na niej także oprogramowanie od

przeglądania.

Drukarka umożliwia także zapisywanie wielu badań

tego samego pacjenta z różnych urządzeń (np. CT,

MR, RTG, , lub różnych pacjentów na jednej płytce

dając możliwość utworzenia taniego, nie

zabierającego miejsca archiwum badań „off line”.

Archiwizacja badań w systemie

cyfrowym

Drukarka składa się z robota z podajnikiem

płyt CD/DVD, nagrywarki płyt, kolorowej

drukarki do nadruku danych pacjenta oraz

ze sterującego systemu komputerowego.

Zalety:

• eliminuje lub znacznie redukuje koszt

filmów i odczynników (koszt dysku CD z

nadrukiem ok.1 zł/pacjent),

• obniża koszty archiwizacji „off line” badań.

Archiwizacja badań w systemie

cyfrowym

Zalety

1. Ograniczenie konieczności

powtarzania ekspozycji:

• brak niepotrzebnego narażenia pacjenta

na promieniowanie X,

• oszczędność filmów i odczynników,
• mniejsze zużycie aparatu rtg

(szczególnie lampy rtg),

• oszczędność energii i wody.

 

Ocena systemu cyfrowej

rejestracji obrazu

Zalety

2. Wysoka czułość płyty obrazowej

pozwala na skrócenie czasu
ekspozycji:

• zmniejszenie ekspozycji pacjenta na

promienie X,

• mniejsze zużycie lampy rtg.

Ocena systemu cyfrowej

rejestracji obrazu

Zalety

3. Prostota i szybkość obsługi:
• większa liczba pacjentów zbadanych

w tym samym czasie,

• badanie łatwe do wykonania dla

elektroradiologa o małym stażu
pracy.

Ocena systemu cyfrowej rejestracji

obrazu

Zalety

4. Możliwość elektronicznej archiwizacji i

wydania obrazu na np. CD-ROM:

mniejsza kubatura archiwum,
dostęp do wszystkich badań danego pacjenta,
możliwość dysponowania wszystkimi zdjęciami

(również tymi, które zostały wydane razem

z wynikiem),

możliwość przesyłania wykonanego badania

(teleradiologia).

Ocena systemu cyfrowej rejestracji

obrazu

Zalety

5. Możliwość elektronicznej analizy i

przetwarzania cyfrowego obrazu :

możliwość korekcji obrazów, które zostały

wykonane z nieprawidłowymi parametrami,

możliwość użycia filtrów pozwalających na

obrazowanie różnych rodzajów tkanek po

wykonaniu jednej ekspozycji,

funkcja powiększania fragmentów obrazu,

funkcja pozytyw-negatyw,

funkcja pomiaru odległości po liniach

prostych i zakrzywionych oraz pomiaru

kątów.

Ocena systemu cyfrowej

rejestracji obrazu

Zalety

6. Możliwość uzyskania zdjęć

tradycyjnych:

• dowolna liczba kopii,
• na jednej błonie można przedstawić

kilka różnych obrazów.

Ocena systemu cyfrowej

rejestracji obrazu

Wady

1.Niższa w stosunku do błony

rentgenowskiej rozdzielczość

przestrzenna.

Dyskusyjne:
1.Koszt wykorzystania detektora do

rejestracji obrazu dla systemu CR jest

wyższy niż tradycyjnej błony rtg (dla

pojedynczej ekspozycji).

2.Znaczne koszty systemu rejestracji,

archiwizacji i przetwarzania .

Ocena systemu cyfrowej rejestracji

obrazu

Cecha

System

Analogowy

Cyfrowy

Dawka promieniowania

Większa

Mniejsza

Zdolność rozdzielcza

przestrzenna

Większa

Mniejsza

Zdolność rozdzielcza

kontrastowa

Mniejsza

Większa

Odporność na zakłócenia

Mniejsza

Większa

Trwałość obrazu

Mniejsza

Większa

Możliwość przetwarzania

obrazu

Brak

Wielokierunkowa

Charakterystyka systemów

analogowych i cyfrowych