Trong lĩnh vực y tế, xử lý ảnh đang được ứng dụng rộng rãi và mang lại nhiều kết quả khả quan. Khoa học đằng sau kỹ thuật hình ảnh chính là xử lý hình ảnh. Quá trình tiền xử lý này là trên toàn thế giới và đang được nghiên cứu với các cách tiếp cận khác nhau bởi giới y tế và tin học.
GIỚI THIỆU VỀ XỬ Lí ẢNH Y HỌC
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ XỬ Lí ẢNH
- Giới thiệu
- Điểm ảnh (Picture Element)
- Mức xỏm, màu
- Độ phõngiải
- Đo khoảngcỏch giữacỏc điểmảnh
- Lấy mẫu và lượng tử húa ảnh
- Mối quan hệ giữa cỏc điểm ảnh
- Cỏc thành phần cơ bản của hệ thống xử lý ảnh
- Một số định dạng ảnh cơ bản
Vì vậy cần sử dụng nhiều phương pháp xử lý ảnh để nâng cao chất lượng ảnh. Các bước cần thiết trong xử lý ảnh như sau. Độ phân giải hình ảnh là mật độ điểm ảnh được gán cho một hình ảnh kỹ thuật số khi nó được hiển thị. Do đó, khoảng cách giữa các pixel được chọn sao cho mắt người vẫn nhìn thấy tính liên tục của ảnh.
Lưu trữ bên trong và bên ngoài: Các hệ thống hình ảnh kỹ thuật số thường có dung lượng rất lớn được tích hợp trong chúng để lưu trữ hình ảnh tĩnh và chuyển động ở định dạng kỹ thuật số. Đây là định dạng hình ảnh thô hoặc bị ảnh hưởng nặng nề bởi cảm biến hình ảnh của các thiết bị đầu vào như máy ảnh kỹ thuật số hoặc máy quét, do đó giữ được hình ảnh gần như nguyên bản và sẵn sàng để sử dụng. sẵn sàng để chỉnh sửa và in tùy thuộc vào sự phát hiện của hướng dẫn.
XỬ Lí ẢNH Y HỌC
- Đặc trưng của ảnh y học
- Giới thiệu về xử lý ảnh y học
- Cỏc chuẩn ảnh y học và truyền thụng ảnh y học
- Chuẩn DICOM
- Chuẩn PACS
Chẩn đoán hình ảnh như vậy có vai trò quan trọng giúp cho việc chẩn đoán được nhanh chóng, kịp thời và đạt hiệu quả cao. Dựa vào hình ảnh ổ bụng, bác sĩ có thể đo tương đối chính xác kích thước của các tạng đặc trong ổ bụng (gan, lách, thận, tụy,..) và phát hiện các khối bất thường ở cú. Cấu trúc và kích thước của buồng tim, van tim và các mạch máu lớn có thể được xác định từ siêu âm tim.
Các thiết bị, dụng cụ chẩn đoán hình ảnh y tế ngày càng được ứng dụng công nghệ thông tin, các phần mềm phục vụ cho lĩnh vực y tế ngày càng được hỗ trợ, đặc biệt khi kỹ thuật số ra đời và phát triển thì khả năng ghi và phân phối tín hiệu rất tốt, cho hình ảnh rõ nét hơn, chất lượng hình ảnh tốt hơn . Những thiết bị, máy móc hình ảnh y tế đầu tiên khi ra đời chỉ là tín hiệu súng (Analog) hiển thị màn hình VIDEO bom mìn. PACS là viết tắt của Picture Archiving and Communication Systems: Hệ thống lưu trữ và truyền tải hình ảnh.
PACS được sử dụng để lưu trữ dữ liệu hình ảnh một cách an toàn và tiết kiệm; Truyền dữ liệu hình ảnh giúp tư vấn, chẩn đoán, điều trị, đào tạo và nghiên cứu từ xa, mở rộng khả năng xem và báo cáo từ xa. Các thiết bị chẩn đoán hình ảnh như CT scanner, Máy chụp cộng hưởng từ (MRI), X-quang kỹ thuật số, chụp mạch, chụp mạch, v.v. kết nối với các thiết bị hình ảnh và nhiệm vụ: Duy trì tính toàn vẹn của dữ liệu hình ảnh nhận được; thu thập hình ảnh tự động và lưu trữ hình ảnh; phân phối hình ảnh đến các khu vực trưng bày và lưu trữ; nhận hình ảnh từ các mô-đun di động khác. Xem, tối ưu hóa hình ảnh, xoay và điều khiển thiết bị. Ở cạnh hiển thị, sử dụng màn hình nhấp nháy yêu cầu: Một màn hình để hiển thị hình ảnh gốc, một màn hình khác để hiển thị hình ảnh sau đó được chuyển đổi. xử lý.
Hệ thống lưu trữ và điều khiển dữ liệu hình ảnh là hệ thống máy chủ với các tính năng bảo mật và khả năng lưu trữ hình ảnh như: Ổ cứng cấu hình RAID giúp sao lưu dữ liệu nhanh chóng và an toàn; băng quang kỹ thuật số; Ổ ĐĨA DVD.
MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH Y HỌC
CÁC KỸ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH CƠ BẢN
- Cỏc kỹ thuật khụng phụ thuộc khụng gian
- Tăng giảm độ sỏng
- Tỏch ngưỡng
- Bú cụm
- Cõn bằng histogram
- Kỹ thuật tỏch ngưỡng tự động
- Biến đổi cấp xỏm tổng thể
- Cỏc kỹ thuật phụ thuộc khụng gian
- Phộp cuộn và mẫu
- Lọc trung vị
- Lọc trung bỡnh
- Lọc trung bỡnh theo k giỏ trị gần nhất
Từ đó có thể so sánh 2 ảnh để đưa ra kết luận chẩn đoán chính xác Có nhiều thông số hiển thị khác nhau: đầu tip dùng để chẩn đoán; bàn thử tiêu chuẩn; phân; In và số sê-ri. Mạng khai thác an toàn để truyền dữ liệu bệnh nhân, mạng khai thác tích hợp đáp ứng các yêu cầu của hệ thống mạng khai thác: Đã chuẩn hóa; kiến trúc công phu; Độ tin cậy cao và độ an toàn cao. Biểu đồ mức g của hình ảnh I là số pixel có giá trị g của hình ảnh I.
Nếu Min = 0, Max = 1, kỹ thuật chuyển đổi ảnh đen trắng thành ảnh được sử dụng khi lỗi nền sang ảnh hoặc ảnh sang nền có thể xảy ra khi kéo và nhận dạng văn bản, dẫn đến bị vỡ hoặc méo hình ảnh. Một kỹ thuật để giảm số mức mờ trong một hình ảnh bằng cách chụm số mức gần nhau. Một kỹ thuật tạo ngưỡng tự động để tự động tìm ngưỡng θ dựa trên biểu đồ theo nguyên tắc trong vật lý là một đối tượng được chia thành hai phần nếu tổng thứ tự trong mỗi phần là nhỏ nhất.
Nếu chúng ta biết hình ảnh và hàm biến đổi, thì chúng ta có thể nhận được hình ảnh kết quả và do đó chúng ta sẽ nhận được biểu đồ của hình ảnh được biến đổi. Nhưng trên thực tế, đôi khi chúng ta chỉ biết được histogram của ảnh gốc và hàm biến đổi, vấn đề đặt ra là liệu chúng ta có lấy được histogram của ảnh đã biến đổi hay không. Vấn đề là phải biết Histogram của ảnh, biết hàm biến đổi hay vẽ được Histogram của ảnh mới.
Nếu k lớn hơn kích thước cửa sổ thì kỹ thuật đúng là kỹ thuật lọc trung bình - Nếu k = 1 thì ảnh thu được không thay đổi.
MỘT SỐ KỸ THUẬT CHỌN LỌC NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH Y HỌC . 26
- Kỹ thuật lọc trung bỡnh ( Average filter)
- Kỹ thuật lọc trung vị ( median filter)
- Lọc trungbỡnhtheokgiỏtrị gầnnhất
- Phương phỏp lọc Bayes
- Cỏc phương phỏp phỏt hiện biờn
- Phương phỏp Gradient
- Phương phỏp Prewitt
- Phương phỏp Sobel
- Phương phỏp Compass
- Phương phỏp Laplace
Các kỹ thuật nâng cao chất lượng hình ảnh bao gồm các kỹ thuật tuyến tính, phi tuyến tính, cố định và thích ứng; kỹ thuật dựa trên pixel hoặc đa tỷ lệ và được chia thành hai nhóm. Một số kỹ thuật tăng cường hình ảnh (trong miền không gian) và một số kỹ thuật khôi phục hình ảnh (trong miền tần số). Toán tử điểm thường được sử dụng làm công cụ sửa đổi hình ảnh; các toán tử không gian như filter mean, edge; Trong luận văn này, chúng tôi chỉ trình bày các kỹ thuật cơ bản để nâng cao chất lượng ảnh như đã nêu trên, đồng thời trình bày chi tiết một số phương pháp với mục đích cụ thể, việc lựa chọn phù hợp theo đặc điểm của ảnh y tế rồi đưa qua một bộ chuyển đổi định dạng phù hợp để xử lý.
Các toán tử không gian trong các kỹ thuật tăng cường hình ảnh được cố định bằng ứng dụng: làm mịn nhiễu, nổi. Phương pháp này được sử dụng để làm nổi bật cạnh dựa trên sự thay đổi giá trị độ sáng của pixel. Nếu chúng ta lấy đạo hàm đầu tiên của hình ảnh, chúng ta sử dụng phương pháp Gradient; nếu chúng ta lấy đạo hàm cấp hai, chúng ta có kỹ thuật Laplace.
Cũng cần lưu ý rằng bố cục và từ vựng hình ảnh là vấn đề kép. Khi mức chất lỏng thay đổi chậm, miền chuyển tiếp lan rộng thì phương pháp hiệu quả hơn là sử dụng phương pháp lấy đạo hàm cấp hai gọi là phương pháp Laplace. Kỹ thuật Laplace cho đường viền mỏng, tức là chiều rộng một pixel.
Tuy nhiên, kỹ thuật này rất nhạy cảm với nhiễu bùng nổ dẫn xuất thứ hai thường không ổn định. Kỹ thuật này chia tỷ lệ thành xấp xỉ của đạo hàm bậc hai dựa trên mặt nạ. Trong phạm vi luận văn này không thể đưa ra nhiều kỹ thuật mới để phá bỏ những giới hạn nghiên cứu.
GIỚI THIỆU CHƯƠNG TRèNH
GIAO DIỆN VÀ CHỨC NĂNG CỦA CHƯƠNG TRèNH
Nếu hiểu được ý nghĩa và tầm quan trọng của xử lý ảnh trong lĩnh vực y tế, đặc biệt là trong việc nâng cao chất lượng ảnh y tế phục vụ cho truyền thông và chẩn đoán. Thể hiện kiến thức cơ bản về xử lý hình ảnh và phân biệt các đặc điểm của hình ảnh y tế với các loại hình ảnh khác. Trình bày việc lựa chọn các kỹ thuật tăng cường hình ảnh phù hợp và hiệu quả cho hình ảnh y học.
Xây dựng chương trình thử nghiệm áp dụng một số kỹ thuật này vào hình ảnh y tế để xem và kiểm chứng kết quả của các phương pháp. Một số phương pháp kỹ thuật mới để xử lý ảnh chất lượng cao chưa được khai thác triệt để mà chưa tập trung vào một số kỹ thuật xuất sắc để đào sâu cả cơ sở lý thuyết và chương trình. Chương trình thử nghiệm chưa thể cài đặt hết các thuật toán đề xuất do hạn chế về thời gian và kiến thức còn hạn chế.
Trong chẩn đoán, thành tựu nổi bật là các thiết bị chẩn đoán kỹ thuật cao ra đời, đổi mới và hoàn thiện không ngừng. Nhờ đó, chất lượng chẩn đoán ngày càng được nâng cao, các bệnh hiểm nghèo ngày càng được phát hiện sớm để điều trị kịp thời, thu hẹp khoảng cách về không gian, thời gian trong chẩn đoán, điều trị và giảm chi phí chữa bệnh cho người bệnh. Hiện nay, trên thế giới có hai hướng phát triển y học từ xa chính.
Hướng thứ hai là phát triển phần mềm quản lý dữ liệu để xây dựng hệ thống quản lý thông tin bệnh viện, hệ thống lưu trữ, xử lý, khai thác cơ sở dữ liệu, lời nói, thao tác, chức năng và xử lý hình ảnh phục vụ chẩn đoán và điều trị, hội chẩn từ xa, truyền hình ảnh động và các dữ liệu khác từ các thiết bị chẩn đoán hình ảnh như siêu âm, chụp x-quang, chụp cắt lớp vi tính, cộng hưởng từ hạt nhân.
