Medicinsk Informatik IT VT2002



Relevanta dokument
Medicinsk Informatik VT 2004

Bildbehandling, del 1

Medicinsk Informatik VT 2004

Egenskaper och inställningar för QuickScan och förhandsgranskningsfönstret

Bildlabb i PACS. Exponerade på samma sätt

Disposition. Hantering av bilddiagnostiska undersökningar. Röntgenremissen. Skäl till att bilddiagnostisk undersökning utförs

Signaler, information & bilder, föreläsning 15

Medicinska bilder. Programkurs 6 hp Medical Images TSBB31 Gäller från: 2018 VT. Fastställd av. Fastställandedatum

TNM030 -Sammanfattning Nathalie Ek, Sammanfattning. TNM030 - Bildbehandling och bildanalys

Medicinsk Informatik VT 2005

Kvalitetsmått: Skärpa

Bildanalys. Segmentering. Föreläsning 7. Split and Merge. Region Growing

Medicinsk Informatik VT 2002

Originalbild Dilation Erosion Slutning Öppning R esultat av morfolo giska op er ationer til l upp gift 6(b). 2

Visual thinking for Design

Fingerprint Matching

TNM030 Tentasammanfattning (frågor) Nathalie Ek, Sammanfattning. TNM030 - Bildbehandling och bildanalys

Digitala bilder. Matris, pixel, pixeldjup, signal, brus, kontrast

Image quality Technical/physical aspects

Medicinsk Informatik VT 2003

Digital bild enligt Nationalencyklopedin, band 4. Digitala röntgenbilder. Vad menas med digital radiologi?

1) Automatisk igenkänning av siffror. Miniprojektuppgifter ppg för Signal- och Bildbehandling. av siffror. Klassificering av virusceller.

Biomedicinskt bildskapande och bildanalys

Allt om HDR. Reglagen i Photomatix. Tone Compressor

Nationella medicinska riktlinjer vid ryggmärgsbråck

Projekt i Bildanalys: Automatisk detektion av lungemboli ur scintbilder

DIGITAL RASTRERING. DIGITALA BILDER (pixelbaserad) ppi (pixels per inch) Sasan Gooran

ECONOMIC EVALUATION IN DENTISTRY A SYSTEMATIC REVIEW

Inledning till Wavesurfer av Christine Ericsdotter (Lingvistik, Stockholms universitet)

Grundläggande bildteori. EXTG01 Medicinska bildgivande system Michael Ljungberg

L A B R A P P O R T 1

Laboration i Fourieroptik

Bildförbättring i spatial domänen (kap. 3) Bildförbättring (enhancement) Spatial domän. Operatorer. Tröskling (threshold) Gråskale-transformationer

Signal och bildbehandling SBB. Två (nästan identiska) profiler på D/IT resp Y programmen inom området datorer & bilder Profilansvarig: Klas Nordberg

Tentamen Bildanalys (TDBC30) 5p

ppi = 72 ppi = 18 ppi = 36 DIGITALA BILDER (pixelbaserad) DIGITAL RASTRERING ppi (pixels per inch) Sasan Gooran (HT 2003)

Vetenskaplig metodik 4,5 högskolepoäng

Nuklearmedicin, vad är det? Hur fungerar en gammakamera? Anna Olsson Sjukhusfysiker Nuklearmedicin

Bildbehandling i frekvensdomänen. Erik Vidholm

Projektarbete i Bildanalys vid Institutionen för Matematik Lunds Tekniska Högskola. Segmentering. Av: Karin Kolmert och Julia Stojanov

BILDBEHANDLINGSMETOD INNEFATTANDE BRUSREDUCERING I BILD MED LOKALT ADAPTIV FILTERKÄRNA

RadiForce. Medicinsk bildgranskning med inbyggd kvalitetssäkring

Uppgift 1. Deskripitiv statistik. Lön

Tillstånd: Mukosit vid tandimplantat Åtgärd: Förbättrad munhygien

Strålning och teknik II 2015 Nuklearmedicin

Södersjukhuset Medicinsk Radiologi Prislista för perioden

Allmänna studieplaner för utbildning på forskarnivå i ämnen vid Institutionen för medicinsk teknik

Rastercell. Digital Rastrering. AM & FM Raster. Rastercell. AM & FM Raster. Sasan Gooran (VT 2007) Rastrering. Rastercell. Konventionellt, AM

Nationella riktlinjer för MS Quality Hotel Ekoxen, Linköping 1 oktober 2014

OBS! Under rubriken lärares namn på gröna omslaget ange istället skrivningsområde.

Statistik för Brandingenjörer. Laboration 1

Kodning av ansiktstextur med oberoende komponenter

'LJLWDODELOGHUR KGLJLWDOELOGPDQLSXOHULQJ

Medicinsk Informatik VT 2006

A1S Kamera Bildsensorenhet Bildstorlek 1/3-tums CCD 1/3-tums CCD 3CCD med horisontell pixelförskjutning

Kursens namn: Medicin, Strålningsfysik, teknik o metodik. OBS! Ange svaren till respektive lärare på separata skrivningspapper om inget annat anges

QosmioEngine För avancerad video

Datorövning 1 Statistik med Excel (Office 2007, svenska)

Nuklearmedicinsk fysik på Sahlgrenska Jakob Himmelman

Vad är marknadsföring?

Dilation Erosion. Slutning. Öppning

Hemtjänsten Svarsfrekvens 77 av 130 utdelade = 60 %

Digital bildbehandling Bild & föreställning del 1.

Att använda bildhanteringsprogram, del 2

Skinning and Animation

BMLV A, Fysiologisk undersökningsmetodik inom neuro och rörelse

Datasammanställning av KOL-studie

Rhino3D. Schackbräde. Krav. Några detaljer som kan vara bra att känna till:

Jan Markendahl Docent Kommunikationssystem. Associate Professor Wireless Infrastructure Deployment and Economics Tele-ekonomi

Morfologisk och funktionell hjärnavbildning med magnetkamera. MR-fysik

Morfologisk och funktionell hjärnavbildning med magnetkamera. MR-fysik

Uppsala OL-allians karframställning 1(8) Enkät om kvaliteten på kartframställning i Uppland i allmänhet och Uppsala i synnerhet.

Möjliga Världar. Skapande Skola, Halmstad. Robert Hais

Projekt i bildanalys: Snakes Sofia Åberg, F98 HT-01 Handledare: Anders Heyden

Evidens för en ny era av strokebehandling

Histogramberäkning på en liten bild

5 GRÅSKALEOPERATIONER

MR inom strålterapi forskning i framkant och vision Dose painting och Adaption. Tufve Nyholm

2010:14. Patientdoser från röntgenundersökningar i Sverige utveckling från 2005 till Wolfram Leitz Anja Almén. Författare:

1. Utbildningens titel Verktyg för bearbetning och analys av bilder inom sjukhusfysiken

GynObstetrik. the33. Graviditetsdiagnostiska metoder. Health Department

Innehåll Tid Föreläsare

Datorövning 1 Statistik med Excel (Office 2010, svenska)

Statistikens grunder 1 och 2, GN, 15 hp, deltid, kvällskurs

COMPUTER VISION. Niklas Brunberg nikbr568

Bokslutskommuniké januari december 2012

Vi erbjuder därför våra bästa idéer vid varje enskilt tillfälle, vilket förutsätter en aktiv förvaltning oberoende av index. Januari 2013 Fonderna

404 CAMCORDER VIDEOKAMERA & KAMERAFUNKTIONER

Acer epower Management

Utveckling inom Televård

Institutionen för onkologi, radiologi och klinisk immunologi Enheten för radiologi Projektarbete 7,5 hp VT 2009 Läkarprogrammet, Uppsala Universitet

Laboration i Fourieroptik

Bildlagring och kommunikation

TENTAMEN KVANTITATIV METOD (100205)

A" utveckla kartor med responsiv design. Johan Lah8 Geografisk IT- utvecklare Stadsbyggnadskontoret, Malmö stad

Användarhandledning. LiTH Segmentering av MR-bilder med ITK Anders Eklund Version 1.0. Status

A/D D/A omvandling. Lars Wallman. Lunds Universitet / LTH / Institutionen för Mätteknik och Industriell Elektroteknik

Examensarbeten inom tillämpad medicinsk bildanalys

Innehåll. Föreläsning 11. Organisation av Trie. Trie Ytterligare en variant av träd. Vi har tidigare sett: Informell specifikation

Transkript:

Bildbehandling Medicinsk Informatik IT VT2002 Medicinsk bildbehandling Mål Extraktion av relevant information ur medicinska bilder för diagnostisk tolkning, terapiplanering, dokumentation och patientinformation Sabine Koch Digital bildbehandling Bildtagningsmetoder Datainsamling Bildtagning Röntgen Histogrammodifikation geom. Korrektur Filtrering Bildbearbetning Ultraljud (Sonografi) Datortomografi (CT) Segmentering Selektion Klassifikation Bildanalys Magnetresonanstomografi (MR) Gammakamera, SPECT, PET Endoskopi Inst. för informations- Presentation Beskrivning Bildförståelse Inst. för informations- vetenskap vetenskap Medicinska bilder Digitala tandröntgensystem Intraoral Röntgenbild (CCD/PSP) Orthopantomogramm (CCD/PSP) Fjärröntgenbild (CCD/PSP) Röntgenbild (skelett) Röntgenbild (lunga) Mikroskopibild av celler Datortomografibild MR-bild PET-bild http://www.cb.uu.se/~stina/bildslu/kurs.html

Jämförelse CCD och PSP Fördelar Intraoral CCD PSP Sensor- Auflösung Speicherbedarf Aufnahmedauer Dosisreduktion /Foliengrösse 20x30 mm bis -3 lp/mm 560 kb bis 5,3-4 s 60-95% 30x45 mm; (bis zu 26 lp/mm); MB Dicke: 4-6mm 4 bit 20x30 mm bis 6-9 lp/mm; 480 kb 60s 80% 57x76 mm; 2 bit (bei 6 Folien/Scan) Dicke:,5 mm ingen filmframkallning reducerad strålningsdos digital bildarkiv och kommunikation digital bildbehandling OPG CCD 300x40 mm 6 lp/mm 4,5-8MB 2,5-8s 30% PSP 300x50 mm 4 lp/mm 4 MB 50-300s Ceph CCD 230x80 mm, 290x230 mm 5 lp/mm 5-2 MB 5s 20-70% PSP 240x80 mm, 300x200 mm 4 lp/mm 0MB 200-300s Digitalisering Sampling digital bildmatris (x,y) x enskild matriselement = pixel (picture element) pixel p (x,y) spatial upplösning => Rastrering/sampling amplitudupplösning = Bit depth => Kvantisering y 800 x 600 400 x 300 00 x 75 50 x 37 Kvantisering Bildkarakteristika Medelvärde m p = M Z S x= 0 y= 0 p( x, y), M = Z S 256 gråvärden 64 gråvärden Information om ljusintensitet, men ej om kontrast Standardavvikelse Z S q = ( p( x, y) m ) 2 p p M x= 0 y = 0, M = Z S Information om kontrast 6 gråvärden 4 gråvärden 2

Bildkarakteristika Operatorer Gråvärdefördelning frekvens kum. frekvens 0 gråvärde 255 0 gråvärde 255 Geometriska operatorer Rotation Translation Inversion Punktoperatorer Koordinattransformation Gråvärdetransformation Lokala Operatorer Brusreducering Ökning av bildskärpan Histogram Kumulativ histogram Globala operatorer Fouriertransformation Gråvärdestransformation Gråvärdetransformation Ljusintensitetsändring ' p ( x, y) = p ( x, y) + b b<0, ljusintensiteten minskar; b>0, ljusintensiteten ökar Kontraständring ' p ( x, y) = p ( x, y) c c <, kontrasten minskar; c >, kontrasten ökar Histogram normalisering ' p ( x, y) = [ p ( x, y) min ] Histogram linearisering n 2 max min n n p' ( x, y) = 2 ( h ( p( x, y ) h ( 2 ) kum kum Exempel Filters (lokal) p (x,y) = F(p(x,y)) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 7 0 0 0 0 7 7 5 0 00 0 0 7 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 0 0 2 6 0 0 0 2 7 0 0 0 2 5 66 2 2 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 original normaliserad lineariserad Effektivitet beroer på fönsterstorlek antal filtreringar 3

Grannskapet Smoothing, Brusreducering 2 - punkt 4 - punkt Smoothing = Gråvärdesutjämning för att minska kanter, ta bort detalj mm. Brusreducering = Minskning av additiva signaler (okorrelerad med bildinnehållet) 6 - punkt Problem: Bilden blir oskarp! 8 - punkt Exempel: Smoothing, Brusreducering Exempel: Smoothing, Brusreducering Medelvärdesfilter Filtermask: Gausslågpass (isotrop) Filtermask: 2 2 4 2 2 - enkel smoothingfilter - arithmetisk medelvärdesbildning -> hög smoothingeffekt - Filterkoeffizienter motsvarar en gaussfunktion mot 0 -> Smoothingeffekt mindre än hos medelvärdesfilter Exempel: Smoothing, Brusreducering Ökning av bildskärpan viktad medelvärdesfilter (icke linear) Filtermask: g g 2 g 3 g 4 g 5 g 6 g 7 g 8 g 9 ju högre gråvärdesgradienten, desto högre g Ökning av bildskärpan = Framhävning av högfrekventa bildregioner, t.ex. detaljer, kanter, fina texturer - Viktning av filterkoeffizienter beroende på differens mellan granngråvärder -> mindre detaljförlust och oskärpa i kanter Problem: Brusökning! 4

Exempel: Ökning av bildskärpan Rangordningsoperatorer Unsharp Masking Resultat = Faktor * (Original - lågpassf. Original) + Offs Faktor (..0) förstärkar differensbildens kontrast Offs ökar gråvärden lineärt Exempel: Medianfilter Erosion Dilatation Medianfilter Erosion och Dilatation Sortering av gråvärden inom fönstret = Rangordning Resultat = Median (rangordning) Erosion = Objektförtunning Sortering av gråvärden inom fönstret = Rangordning Resultat = Minimum (rangordning) Verkningssätt: Smoothingfilter, låg påverkan på kanter Dilatation = Objektförtjockning Sortering av gråvärden inom fönstret = Rangordning Resultat = Maximum (rangordning) Segmentering Punktorienterade metoder Uppdelning av bilden I enskilda objekt eller regioner Objekttillhörighet beroende på pixels gråvärde Segmenteringsmetoder - punktorienterad - regionorienterad - kantorienterad Exempel: Fördel: global thresholding lokal thresholding Äquidensitenbild Fungerar i realtid Nackdel: Användning av gråvärdet som enda segmenteringskriteriet 5

Regionorienterade metoder Kantorienterade metoder Uppdelning av bilden i sammanhängande regioner som tilldelas olika objekt Detektion av objektgränser (slutna linjesegment) Exempel: Klassifikation av egenskaper (tuplar) Thresholding efter transformation Region growing Region splitting Exempel: - Kantoperatorer i samband med morfologiska operatorer - contour tracing - aktiva konturer ( snakes ) Fördel: Igenkänning av sammanhängande regioner Fördel: Relativ hög präzision Nackdel: Definition av objektgränser kan vara oexakt Nackdel: Undersegmentering av relevanta objektgränser Översegmentering inom objektet Digital imaging Problem insufficient diagnostic image quality in the general dental practice Solution automatic image improvement controlled diagnosis-oriented Why controlled? Why diagnosis-oriented? 6

Aims identification of structures of interest and elimination of disturbing factors quality assessment of structures of interest diagnosis-oriented enhancement of regions of interest Segmentation Type of Structures of interest Disturbing factors Caries Periapical Periodontal Crown Apex / Bone Periapical lesion Boneline Soft tissue Metallic filling Background Root filling Periapical lesion Background Metallic filling Segmentation Results Quality Assessment Caries Periapical Caries Periapical Periodontal Periodontal Lower Limit Optimum Upper Limit Parameters for quality measurement Diagnosis specific quality clusters Caries Periodontal Periapical Brightness Average gray scale distribution 0.8 0.6 B 0.4 0.2 0 0 0.0 0.02 0.03 0.04 0.05 KN 0.8 0.6 B 0.4 0.2 0 0 0.0 0.02 0.03 0.04 0.05 KN 0.8 0.6 B 0.4 0.2 0 0 0.0 0.02 0.03 0.04 0.05 KN Contrast Noise / Unsharpness 7

Litteratur van Bemmel: Handbook of medical informatics, Springer, kap. 0 och 26 Gonzalez, Woods: Digital image processing, Addison-Wesley Russ: The image processing handbook, IEEE Press Sonka, Hlavac, Boyle: Image processing, analysis and machine vision, Chapman&Hall 8