aula5 imagem computadorizada

(1)

Tomografia

computadorizada

Aula 4

Prof. Rafael C Silva

(2)

Formação de Imagem

digitalizada

( matriz,

(3)

Tomografia Computadorizada

O método de aquisição de imagem por TC, irá nos O método de aquisição de imagem por TC, irá nos proporcionar as seguintes vantagens:

proporcionar as seguintes vantagens:

–

– Reconstrução de imagens de contraste tissular, em Reconstrução de imagens de contraste tissular, em verdadeiras seções de cortes axiais, sem sofrer

verdadeiras seções de cortes axiais, sem sofrer influencia de tecidos adjacentes ou distantes.

influencia de tecidos adjacentes ou distantes.

–

– Obtenção de melhor resolução ou definição do Obtenção de melhor resolução ou definição do contraste entre estruturas adjacentes.

contraste entre estruturas adjacentes.

–

– Utilização de feixes de raios x altamente colimado, Utilização de feixes de raios x altamente colimado, diminuindo de maneira significativa a radiação

diminuindo de maneira significativa a radiação secundária no detector.

secundária no detector.

–

– Reconstrução de imagem por sistema Reconstrução de imagem por sistema computadorizado, somando

computadorizado, somando--se os perfis de se os perfis de

aquisição multiangulares de uma seção axial do aquisição multiangulares de uma seção axial do

objeto. objeto.

(4)

Definiremos os blocos que compõem todo o

sistema:

–

– 1) Unidade de exame ( aquisição ).1) Unidade de exame ( aquisição ).

Mesa de exame Mesa de exame –– Dotadas de movimentos verticais e Dotadas de movimentos verticais e

horizontais, a partir de sua base de apoio, que durante o

processo de aquisição das imagens será controlado pela

UNIDADE de COMANDO.

–

– O movimento vertical tem por finalidade conduzir o O movimento vertical tem por finalidade conduzir o

centro medial da seção em estudo ao centro geométrico

do gantry ( isocentro).

–

– Proporcionando uma distribuição uniforme da radiação Proporcionando uma distribuição uniforme da radiação empregada, bem como os efeitos de distorção inerentes

empregada, bem como os efeitos de distorção inerentes

a distância objeto

a distância objeto--detector dos diversos pontos da detector dos diversos pontos da seção estudada. seção estudada.

Tomografia

Computadorizada

(5)

Definiremos os blocos que compõem todo o

sistema:

–

1) Unidade de exame ( aquisição ).

–

O deslocamento horizontal ( translação)

em direção ao centro de abertura do

gantry, tem por finalidade conduzir a

seção a ser irradiada ao centro do feixe

de raios x.

–

A velocidade de deslocamento, bem

como a distância percorrida, será

controlada pela Unidade de Comando.

Tomografia

Computadorizada

(6)

Tomografia Computadorizada

–

– Gantry Gantry –– estrutura de maior dimensão da Unidade de estrutura de maior dimensão da Unidade de Exame.

Exame.

Possui uma abertura central, cujo centro geométrico Possui uma abertura central, cujo centro geométrico e denominado isocentro, por onde a mesa de exame e denominado isocentro, por onde a mesa de exame

irá se deslocar quando estiver em movimento de irá se deslocar quando estiver em movimento de

translação. translação.

–

– Esta contido em seu interior:Esta contido em seu interior:

Tubo de raios x Tubo de raios x

Detectores dispostos em semi circulo.Detectores dispostos em semi circulo.

Colimadores na saída do tubo e sobre os detectores.Colimadores na saída do tubo e sobre os detectores.

Sistema de resfriamento a óleo bombeado, tipo Sistema de resfriamento a óleo bombeado, tipo serpentina ventilada, para maior eficiência de serpentina ventilada, para maior eficiência de

dissipação de calor do tubo. dissipação de calor do tubo.

Equipamentos elétricos e eletrônicos diversos ( Equipamentos elétricos e eletrônicos diversos ( motores de tração,cabos, componentes semi

motores de tração,cabos, componentes semi- -condutores, placas eletrônicas, etc....)

(7)

–

Gantry

–

em seu painel frontal, possuí

comandos de:

Angulação do conjunto em sentido

anterior ou posterior

–

ângulo máximo

variando mais freqüentemente entre 25º e

30º.

Controle de deslocamento vertical e

horizontal da mesa.

Controle de luminosidade do orientador

de posicionamento.

Display indicativo de posição e altura da

mesa e inclinação do gantry.

Tomografia Computadorizada

(8)

GANTRY MESA COMANDO

(9)

Tomografia Computadorizada

Basicamente

(10)

Tubo de raios x Detetore s

Tomografia Computadorizada

(11)

Tomografia Computadorizada

(12)

Tomografia Computadorizada

–

Detectores

–

Tem por função captar a

radiação resultante da interação da

radiação primária ( tubo) com o objeto de

estudo ( meio), transformando

-

os em sinais

elétricos e os conduzindo através de

circuitos amplificadores até a UNIDADE DE

COMANDO (

decodificador/CPU

).

–

São basicamente de dois tipos:

Sólidos

–

cintiladores

(13)

Tomografia Computadorizada

Detectores Sólidos

–

Consistem de um tubo ótico fotomultiplicador,

acoplado a um cristal luminescente ( iodeto de

sódio ativado).

–

Possuem um maior poder de amplificação dos

sinais ( 80%), porém são de grande dimensão e

instáveis.

Detectores a gás

–

Consistem em recipientes fechados, com gás

pressurizado em seu interior ( xenônio ).

–

São de dimensões menores,podendo ser

agrupados em grande número e são mais

estáveis que os sólidos.

–

Possuem menor poder de amplificação dos

sinais ( 50%), porém seu custo operacional e

bem inferior.

(14)

Detetores

de Cintilação

Tomografia Computadorizada

(15)

Detetores

de Câmaras Iônicas

Tomografia Computadorizada

(16)

Tomografia

Computadorizada

(17)

Aquisição de dados

Tomografia Computadorizada

(18)

Princípios de Formação da Imagem

O fóton, ao atravessar o corpo, é atenuado, e a

leitura do sinal do detetor é proporcional ao grau de

atenuação ou ao grau de penetração do fóton.

Tomografia Computadorizada

(19)

Proje

ç

ão Formada pelo n

ú

mero de detetores

Tomografia Computadorizada

(20)

Tomografia Computadorizada

Os sinais gerados nos detectores serão inversamente Os sinais gerados nos detectores serão inversamente proporcionais a densidade dos tecidos por ele

proporcionais a densidade dos tecidos por ele atravessados.

atravessados.

Estes sinais gerados e decodificados, serão ordenados Estes sinais gerados e decodificados, serão ordenados em uma base eletrônica ( MATEMÁTICA), gerenciada em uma base eletrônica ( MATEMÁTICA), gerenciada

pela CPU, denominada

pela CPU, denominada MATRIZMATRIZ..

Esta matriz será composta por inúmeros pontos, os Esta matriz será composta por inúmeros pontos, os quais denominaremos de

quais denominaremos de PIXELPIXEL..

Estes Estes pixelspixels serão ordenados de forma quadrática em serão ordenados de forma quadrática em linhas e colunas, ou seja, o nº de linhas = nº de colunas. linhas e colunas, ou seja, o nº de linhas = nº de colunas.

Como estamos representando imagens tridimensionais, Como estamos representando imagens tridimensionais, os

os pixelspixels formados possuíram uma profundidadeformados possuíram uma profundidade ( espessura ) as

(21)

Tomografia Computadorizada

Pixe

l

Voxel

Matriz

(22)

Princípio básico da reconstrução de imagensPrincípio básico da reconstrução de imagens

.

–

– Lembrar:Lembrar:

Cada projeção formara uma imagem eletrônica Cada projeção formara uma imagem eletrônica “ latente”( dados ).

“ latente”( dados ).

Serão necessários no mínimo 180 projeções, Serão necessários no mínimo 180 projeções, que irão gerar um número proporcional de que irão gerar um número proporcional de equações lineares de atenuação, quanto o equações lineares de atenuação, quanto o número de incógnitas estudados (

número de incógnitas estudados ( µ )µ )..

A cada conjunto de dados coletados daremos A cada conjunto de dados coletados daremos o nome de perfil de atenuação.

o nome de perfil de atenuação.

Para melhor compreendermos, utilizaremos dois Para melhor compreendermos, utilizaremos dois valores de atenuação:

valores de atenuação:

1 1 –– substância substância hiperdensahiperdensa

0 0 –– substância substância hipodensahipodensa

Tomografia

Computadorizada

(23)

Tomografia Computadorizada

I n t e n s i d a d e d o f e i x e

(24)

Tomografia Computadorizada

I n t e n s i d a d e d o f e i x e

(25)

Tomografia Computadorizada

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 5 4 2 4 5 5 4 2 4 5 A t e n u a ç ã o d e n s I d a d e m é d I a

(26)

Tomografia Computadorizada

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 5 4 2 4 5 5 4 2 4 5 A t e n u a ç ã o d e n s I d a d e m é d I a

(27)

Tomografia Computadorizada

10 7 9 9 10 9 8 9 7 7 9 8 8 9 7 9 10 8 9 10 6 6 6 4 6 5 4 2 4 5 5 4 2 4 5 S o m a d o s P e r f i s 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0

(28)

Tomografia Computadorizada

10 7 9 9 10 9 8 9 7 7 9 8 8 9 7 9 10 8 9 10 6 6 6 4 6 5 4 2 4 5 5 4 2 4 5 S o m a d o s P e r f i s

(29)

Princípios de Formação da Imagem

(30)

Princípios de Formação da Imagem

(31)

Princípios de Formação da Imagem

(32)

Princípios de Formação da Imagem

(33)

Tomografia Computadorizada

10 7 9 9 10 9 8 9 7 7 9 8 8 9 7 9 10 8 9 10 6 6 6 4 6 10 7 9 9 10 9 8 9 7 7 9 8 8 9 7 9 10 8 9 10 6 6 6 4 6

• Transformando os perfis em escala de cinza na

imagem, devemos lembrar que As imagens digitais serão de aspecto negativo, ou seja, as áreas de

menor densidade serão mais escuras e a de maior densidade serão mais claras.

Tecido Hiperdenso Hipodenso 10 7 9 9 10 9 8 9 7 7 9 8 8 9 7 9 10 8 9 10 6 6 6 4 6

(34)

Tomografia Computadorizada

10 7 9 9 10 9 8 9 7 7 9 8 8 9 7 9 10 8 9 10 6 6 6 4 6 10 7 9 9 10 9 8 9 7 7 9 8 8 9 7 9 10 8 9 10 6 6 6 4 6

Os voxels ( tridimensionais ) agora definidos, serão

transformados em pixels ( bidimensionais ), para

serem projetados na tela do monitor, levando desta

forma a atenuação média dos tecidos envolvidos na

formação de cada ponto da matriz.

(35)

Tomografia Computadorizada

10 7 9 9 10 9 8 9 7 7 9 8 8 9 7 9 10 8 9 10 6 6 6 4 6

Os voxels ( tridimensionais ) agora definidos, serão

transformados em pixels ( bidimensionais ), para

serem projetados na tela do monitor, levando desta

forma a atenuação média dos tecidos envolvidos na

formação de cada ponto da matriz.

10 7 9 9 10 9 8 9 7 7 9 8 8 9 7 9 10 8 9 10 6 6 6 4 6

(36)

Número de TC real

A cada Pixel é atribuído um valor numérico denominado

de número de TC, que está relacionado ao coeficiente

médio de atenuação

µ

do voxel do tecido que ele

representa

Tomografia Computadorizada

(37)

Procedimento alg

é

brico por proje

ç

ão

Tomografia Computadorizada

(38)

Procedimento alg

é

brico por proje

ç

ão

Tomografia Computadorizada

(39)

Tomografia Computadorizada

Procedimento de reconstrução por

retroprojeção

filtrada.

–

Consiste em superpor os sinais projetados do

perfil de atenuação, para trás, ao longo da

direção em que foram coletados, tornando

através de uso de filtros matemáticos

específicos ( CPU ), a área atenuada mais

homogênea, pois será absorvido todos os

sinais de grande divergência de valores.

–

Este processo em informática é denominado

de convolução de valores, permitindo que

informações de sinais opostos se cancelem

(40)

M

Méétodo de Reconstrutodo de Reconstruçção sem ão sem retroprojeretroprojeççãoão