20050329 AssistiveTechnology-04 Presentation · F1D{pθ(t)}=Pθ(k) ( ) 1{ ( x y)} f x,y =F2D− F k...

การปรับปรุงเครื่องเอ็กซเรยแบบ C-ARM เพื่อสรางภาพ 3 มิติ

สุวิช กวีกิจวิชชา†, ชูชาติ ปณฑวิรุจน †, ธีรสาสน คีรีรัฐนิคม‡ สิทธิโชค อนันตเสรี‡และพลศาสตร เลิศประเสริฐ†

†ภาควิชาอิเล็กทรอนิกสคณะวิศวกรรมศาสตร สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกลาเจาคุณทหารลาดกระบัง

‡ภาควิชาศัลยศาสตรออรปดิคส คณะแพทยศาสตร มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร

วัตถุประสงค

1. เพื่อใหเครื่องเอ็กซเรยธรรมดาสามารถสรางภาพ 3 มิติไดเชนเดียวกับเครื่อง CT2. พัฒนาระบบเก็บภาพอัตโนมัติสําหรับเครื่องเอ็กซเรย C-ARM

หัวขอที่นําเสนอ

บทนําวิธีการสรางภาพตัดขวางการทดลองสรางภาพตัดขวางจากแบบจําลองทางคอมพิวเตอรการทดลองสรางภาพตัดขวางจากภาพถายเอ็กซเรยจริงสรุปผลการวิจัย

บทนํา

beam-Cone

source-Pointbeam-Fan

sources-Line

sources-Array

beam-Parallel

การวิเคราะหทางเดินของรังสีเอ็กซ

บทนําการเก็บขอมูลรังสีเอ็กซแบบขนาน (Parallel-beam)

SourceDetector

พื้นที่ที่เสนรังสีผานแตไมถูก

เสนรังสีที่หัววัดรับคาไดx

view Top view Side

Volume( )zyxv ,,

บทนํา

SourceDetector

พื้นที่ที่เสนรังสีผานแตไมถูกเก็บคา

เสนรังสีที่หัววัดรับคาไดview SideVolume

( )zyxv ,,

การเก็บขอมูลรังสีเอ็กซแบบพัด (Fan-beam)

บทนํา

SourceDetector

yplane-Detection

Volume( )zyxv ,,

การเก็บขอมูลรังสีเอ็กซแบบกรวย (Cone-beam)

บทนํา

สรางภาพตัดขวาง(Cross-sectional Image Reconstruction)

สรางภาพ 3 มิติเชิงปริมาตร

สรางภาพ 3 มิติเชิงพื้นผิว

ระบบการสรางภาพตัดขวางและภาพ 3 มิติจากภาพถายเอ็กซเรย

เครื่องถายภาพเอ็กซเรยรอบวัตถุ

แปลงสัญญาณวีดีโอเปนขอมูลภาพแบบดิจิตอล

บทนําวิธีการสรางภาพตัดขวางการทดลองสรางภาพตัดขวางจากแบบจําลองทางคอมพิวเตอรการทดลองสรางภาพตัดขวางจากภาพถายเอ็กซเรยจริงสรุปผลการวิจัย

วิธีการแปลงฟูเรียรวิธีแบ็คโปรเจคชั่น วิธีฟลเตอรแบ็คโปรเจคชั่น วิธีทางพีชคณิต

วิธีการสรางภาพตัดขวาง

DFT 1D

IDFT 2D

projection

Space-domain 2D-Frequency domain

{ } )()( kPtpF1D θθ =

( ) ( ){ }yx1

2D k,kFFyx,f −=

การสรางภาพตัดขวางโดยวิธีการแปลงฟูเรียร

( )∫=π

θ θ0

),( dtpyxf (3)

วิธีการสรางภาพตัดขวางการสรางภาพตัดขวางโดยวิธีแบ็คโปรเจ็คชั่น

xsinθycosθsysinθxcosθt

−=+=

BackprojectionFilter

( )ξH

Projection Data

Star-artifact

( ) ( )∫∞

∞−

−= dsetptq tsj πθθ

วิธีการสรางภาพตัดขวางการสรางภาพตัดขวางโดยวิธีฟลเตอรแบ็คโปรเจ็คชั่น

( )∫=π

θ θ0

),( dtqyxf

การสรางภาพตัดขวางดวยอัลกอริธึมแบบพีชคณิต

1jijij pfw

• Pi เปนขอมูลโปรเจคชั่นตามเสนแสงที่ i• Wij เปนอัตราสวนพื้นที่เซลลที่ j กับแสงเสนที่ i ผาน• fj เปนขอมูลในเซลลที่ j

Kaczmarz method

w11 f1 + w12 f2= p1w21 f1 + w22 f2 = p2

w11 f1+ w12 f2= p1

การสรางภาพตัดขวางดวยอัลกอริธึมแบบพีชคณิต

Algebraic Reconstruction Technique (ART)Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique (SART)

วิธีการสรางภาพตัดขวางการสรางภาพตัดขวางวิธีทางพีชคณิตแบบ ART

คํานวณคาโปรเจคชันของภาพตัดขวาง fj(k) ที่เสนแสงที่ i

หาความผิดพลาดโปรเจ็คชันของเสนแสงที่ i กับภาพถายเอ็กซเรย

กําหนดขอมูลเริ่มตนใหกับ fj(0)

ทําซ้ําจนครบทุกเสนแสงทุกโปรเจ็คชัน

ทําซ้ําใน Iteration ถัดไป

อัพเดตขอมูล fj(k)ijw

−θip

knin fw

+=+ )()1( kj

• pi คือขอมูลโปรเจ็คชั่นจริง เสนที่ i• fj คือขอมูลในเซลลที่ j• wij คืออัตราสวนพื้นที่เซลลที่ j ที่แสงเสนที่ i ผาน• k คือจํานวนการทําซ้ํา• i คือตําแหนงของเสนแสง• j คือตําแหนงของเซลลในภาพ

วิธีการสรางภาพตัดขวางคํานวณคาโปรเจคชันของภาพตัด

ขวาง fj(k) ที่เสนแสงที่ i

หาความผิดพลาดโปรเจ็คชันของเสนแสงที่ i กับภาพถายเอ็กซเรย

หาคาเฉลี่ยของคาผิดพลาดในโปรเจคชันที่ θ

ทําซ้ําจนครบทุกเสนแสง

กําหนดขอมูลเริ่มตนใหกับ fj(0)

ทําซ้ําจนครบทุกโปรเจ็คชัน

ทําซ้ําใน Iteration ถัดไป

อัพเดตขอมูล fj(k)

−θip

knin fw

+=+ )()1( kj

• pi คือขอมูลโปรเจ็คชั่นจริง เสนที่ i• fj คือขอมูลในเซลลที่ j• wij คืออัตราสวนพื้นที่เซลลที่ j ที่แสงเสนที่ i ผาน• k คือจํานวนการทําซ้ํา• i คือตําแหนงของเสนแสง• j คือตําแหนงของเซลลในภาพ

การสรางภาพตัดขวางวิธีทางพีชคณิตแบบ SART

( )zy,x,v Volume

( )ςβ ,pR plane Image

DscDED

Source

rotation of Center

Object

Feldkamp (Filtered-Backprojection Conebeam)

การสรางภาพตัดขวางที่มีทางเดินแสงแบบกรวยโดยใชวิธีแบบเฟลดแคมป

dβ2π

0ζ)(p,Q2s)

Dz)y,v(x, ∫

( )ph21

ζ)(p,Rζ)(p,Q ∗= 'ββ

( ) ( )ζp,β

R2ς2p2

scDζp,'

βR ⋅

บทนําวิธีการสรางภาพตัดขวางการเตรียมขอมูลภาพถายเอ็กซเรยการทดลองสรางภาพตัดขวางจากแบบจําลองทางคอมพิวเตอรการทดลองสรางภาพตัดขวางจากภาพถายเอ็กซเรยจริงสรุปผลการวิจัย

การเตรียมขอมูลภาพถายเอ็กซเรย

เครื่องถายภาพเอ็กซเรยBV29/SMCM

การดตรวจจับสัญญาณภาพ

คอมพิวเตอร

ขอมูลภาพถายเอ็กซเรยo0 o12 o24 o36 o48

o60 o72 o84 o96

o120 o132 o144 o156 o168

o0 o12 o24 o36 o48

o60 o72 o84 o96

o120 o132 o144 o156 o168

การเตรียมขอมูลภาพถายเอ็กซเรยขอมูลภาพถายเอ็กซเรย

ภาพถายเอ็กซเรยBackground

ใชโปรแกรม Photoshop ตัดขอมูลที่ไมตองการ บันทึกเปนภาพ 2 ระดับสี

การเตรียมขอมูลภาพถายเอ็กซเรยขอมูลภาพถายเอ็กซเรย

ความเปนมาของงานวิจัยและปญหาเสนทางเดินแสงแบบตางๆของชุดขอมูลภาพถายเอ็กซเรยวิธีการสรางภาพตัดขวางการทดลองสรางภาพตัดขวางจากแบบจําลองทางคอมพิวเตอรการทดลองสรางภาพตัดขวางจากภาพถายเอ็กซเรยจริงสรุปผลการวิจัย

การทดลองสรางภาพตัดขวางจากแบบจําลองทางคอมพิวเตอร

แบบจําลอง Phantom แบบ 3 มิติ

Star-artifact

(a) (b)

ภาพตัดขวางที่สรางจากขอมูล 12 โปรเจ็คชั่น(a) ภาพตนฉบับ(b) Feld-Kamp(c) SART Cone-beam 1 Iteration(d) SART Cone-beam 5 Iterations

ผลการทดลองเปรียบเทียบวิธีการสรางภาพตัดขวาง

กราฟเปรียบเทียบคาผิดพลาดของภาพตัดขวาง

12 18 36 60 90number of projection

Feld-Kamp

SART Cone-beam (5iteration)

100)]([

)](')([(%)

=∫∫

∫∫rdro

rdroroMSE rr

โดยที่ o(r) เปนภาพตนฉบับo’(r) เปนภาพผลลัพธr เปนขอบเขตที่สนใจ

o0 o18 o36 o54 o72

o90 o108 o126 o144 o162

o180 o198 o216 o234 o252

o270 o288 o306 o324 o342voxels 256256256

data volume Box Squre××

voxels 1000 Dviews 60 data Projection

การสรางภาพตัดขวางจากแบบจําลองลูกบาศก

* เมื่อ D คือระยะหางระหวางแหลงกําเนิดแสงถึงจุดหมุน

31* เมื่อ D คือระยะหางระหวางแหลงกําเนิดแสงถึงจุดหมุน

300 D:beam-Cone =

ผลการทดลองการสรางภาพตัดขวางดวยวิธี SART Cone-beam จากแบบจําลองลูกบาศก

500 D:beam-Cone = 800 D:beam-Cone =

beam-Parallel1000 D:beam-Cone = 1500 D:beam-Cone =voxels 1000 D

views 60 data Projection=

128 Slice =

ภาพเชิงพื้นผิวที่สรางจากภาพตัดขวางจากวิธี SART Cone-beam

300 D:beam-Cone = 500 D:beam-Cone = 800 D:beam-Cone =

beam-Parallel1000 D:beam-Cone = 1500 D:beam-Cone =

object Original

ความเปนมาของงานวิจัยและปญหาเสนทางเดินแสงแบบตางๆของชุดขอมูลภาพถายเอ็กซเรยขอมูลภาพถายเอ็กซเรยการทดลองสรางภาพตัดขวางจากแบบจําลองทางคอมพิวเตอรการทดลองสรางภาพตัดขวางจากภาพถายเอ็กซเรยจริงสรุปผลการวิจัย

การทดลองสรางภาพตัดขวางจากภาพถายเอ็กซเรย

เครื่องถายภาพเอ็กซเรย การดตรวจจับสัญญาณภาพ

ตัวนับ คอมพิวเตอร

ระบบเก็บภาพจากเครื่องเอ็กซเรยแบบกึ่งอัตโนมัติ

ระบบเก็บภาพจากเครื่องเอ็กซเรยแบบอัตโนมัติ

การทดลองสรางภาพตัดขวางจากภาพถายเอ็กซเรยชุดของภาพถายเอ็กซเรยของกระดูกหัวเขา

ผลลัพธจากการสรางภาพตัดขวาง Slice ที่ 80 โดยใชตําแหนงของแหลงกําเนิดแสงที่ไมถูกตอง

ตัวอยางภาพเอ็กซเรยของกระดูก

80 Slice =

การทดลองสรางภาพตัดขวางจากภาพถายเอ็กซเรยการสรางภาพตัดขวางจากภาพถายเอ็กซเรยโดยใชตําแหนงแหลงกําเนิดแสงไมถูกตอง

คือตําแหนงแหลงกําเนิดแสงที่กําหนดเริ่มตนตรงกึ่งกลางภาพ

ภาพถายเอ็กซเรยของทอกลองโลหะสี่เหลี่ยมสําหรับการหาตําแหนงของแหลงกําเนิดแสง

Box Metal

ขอมูลภาพถายเอ็กซเรยของกลองโลหะลักษณะการฉายรังสีเอ็กซผานกลองโลหะ

Source

ขนาดทอ•กวาง 4.5 cm•ยาว 4.5 cm•สูง 30.6 cm

Object

'1ψ '

2sl∆2sr∆

1sr∆1sl∆

ขนาดทอ•กวาง 4.5 cm•ยาว 4.5 cm•สูง 30.6 cm

cm 1.0125∆sr 18pixels∆srcm 1.2375∆sl 22pixels∆sl

cm 6.75A pixels 120Acm 4.5A pixels 80A

=⇒==⇒=

=∆∆

ระยะหางระหวางแหลงกําเนิดแสงถึงฉากเทากับ 91.8 cm

2.025 cm

2.475 cm

2.025 cm2.475 cm

36pixels∆sr cm 2.025∆srpixels 44∆sl cm 2.475∆sl

=⇒==⇒=

Source

การทดลองสรางภาพตัดขวางจากภาพถายเอ็กซเรยการสรางภาพตัดขวางจากภาพถายเอ็กซเรยโดยใชตําแหนงแหลงกําเนิดแสงไมถูกตอง

คือการกําหนดตําแหนงแหลงกําเนิดแสงไวกึ่งกลางของภาพ

80 Slice=

256(a) (c)(b)

a) กําหนดตําแหนงแหลงกําเนิดแสงไวกึ่งกลางของภาพb) ภาพตัดขวางที่สรางโดยกําหนดตําแหนงแหลงกําเนิดแสงไวกึ่งกลางของภาพc) ภาพตัดขวางที่สรางโดยกําหนดตําแหนงแหลงกําเนิดแสงตามที่คํานวณได

คือการกําหนดตําแหนงแหลงกําเนิดแสงจากการคํานวณ

a) ภาพฉายเอ็กซเรยb) พิจารณาทางเดินแสงเปนแบบขนานc) พิจารณาทางเดินแสงเปนแบบกรวย

ภาพเชิงปริมาตรของกระดูกบริเวณหัวเขาที่สรางจากขอมูลภาพตัดขวาง(c)(a) (b)

Result

ก) ข) ค)ก) ภาพ 3 มิติเชิงปริมาตรของกระดูกสวนขาทอนลาง; ข) ภาพ 3 มิติเชิงปริมาตรของกระดูกสวนเทา; ค) ภาพ 3 มิติเชิงพื้นผิวของกระดูกขาที่หัก

1. วิธีการสรางภาพตัดขวางที่มีทางเดินแสงแบบกรวยจะชวยแกปญหารูปทรงของวัตถุใหถูกตอง

2. การหาตําแหนงของแหลงกําเนิดแสง เปนสวนสําคัญในกระบวนการสรางภาพตัดขวางที่ใชทางเดินแสงแบบกรวย ซึ่งในงานวิจัยนี้สามารถหาตําแหนงของแหลงกําเนิดแสงไดโดยวิเคราะหจากภาพเอ็กซเรยของทอรูปสี่เหลี่ยม

สรุปผลการวิจัย

จบการนําเสนอ

20050329 AssistiveTechnology-04 Presentation · F1D{pθ(t)}=Pθ(k) ( ) 1{ ( x y)} f x,y =F2D− F k...

Documents

503 Mapa Valores Terreno Zonas Homogeneas · k k k æ k k k k k k k æ k k kæ k æ k æ æ k k æ k k k æ k k k k k k æk k æ æ k k k æ k k kæ k æ k kæ k k k æ kæ k kæ

Velperweg Tivolilaan · r k k k k r r k k k AHM01 Q 7525 AHM01 Q 6280 AHM01 Q 7524 r k r k k k r k k k k r r k k k k k r r k k k r k AHM01 Q 9140 r r k k k k k r k r k r k k k k k

EğŞTŞM - ÖğRETŞM YILI A A - img.eba.gov.trimg.eba.gov.tr/719/164/ef6/f1d/635/414/f2b/8a9/f2e/7f4/c3e/580/817/f44/... · A A T 4 4. Kaligrafi sanatı, yazıya ahenkli ve anlamlı

音質・音場を調整する（オーディオチューン） - …car.panasonic.jp/support/manual/navi/data/f1d/f1d063.pdf126 127 オーディオ音質・音場を調整する

%F1D!$(!65%+4$B%!48!6$#!3)+%5)4%4!$(6$,D3… · 2020-05-14 · "##$%&'()&!%+,-.$(./0&(!"#$1#$(.&2(!&!"#')3$.()&!4#)(5 ! 6&$3))&!%3!73$23&-!%3!"##13$()&!4#)(5!

A Parque Provincial T Copo Ordenamiento G Parque Nacional ... · k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k

F ' 2 ' 2 AB C #D2 E>1 .) > ? .2 ? . @>1 = ;< 2# ; F ' 2 ... · ff f2d.) > ?2#sqrdb 7 2z u# 8 *,:! " $ % #& !" " # $ 6 !)7. 0 ! ! 5 !/#0 ! 4 !/#0 '1 #2 3 +, -

FDSR-F2D 2017 - touraine.fr · qui est traitée en dehors des dispositifs du FDSR et du F2D, le Département sou-haite accompagner les collectivités dans leurs démarches environnementales

RASYONALİZMimg.eba.gov.tr/550/4e4/c38/14c/a00/234/ed5/b1b/f2d/... · Sokrates'in öğrencisidir. Bilgi öğretisi varlık felsefesi temeline dayanır. Platon iki varlık alanı belirler:

Mapa Valores Terreno Cantón · k k k k k k k k k k k k k k k æ k æ æ k k k k æ æ k k æ k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k æ k k k æ k k

JUSTICIA ELECTORAL NOMINA DE FUNCIONARIOS … · 2019-03-22 · 2019 2 13 2 1 524922 silvia antonia diaz de cabrera permanente 191 10 f2d 300.000 300.000 subsidio para la salud destino:

605 Mapa Valores Terreno - gobiernolocalosa.go.cr · kæ k k æ k k k k k k k k k k k k k k k k k æ k k k k æ æ k æ k k æ æ k k æ k k k k æ k k k k k k k k k æ k k k k k

Libya - Audio-Vie · k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k

k oala iwi k ilt · 2020. 11. 28. · K K K K K K K K K K K K k k k k k k k k k k k k k k koala kimono kiwi K de la… ///// ///// K K K K K K K K K K K K k k k k k k k k k k k k

KK K KKKKKK K - Overheid.nldecentrale.regelgeving.overheid.nl/cvdr/images/Waterschap...K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K

Kortbilag - Nr. Uttrup, Teglværksgrunden · k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k

C ompr eh nsiv Pl aD g t City of Portland · k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k

6Ê goa 7B 8B 18B 8Ê 25B 9Ê 9Ê 5B ¥3000 F2D 201 201 7-2B ...rc-club/orc/renmei-schedule/h31renmei.pdf · 6Ê goa 7B 8B 18B 8Ê 25B 9Ê 9Ê 5B ¥3000 F2D 201 201 7-2B HOSPA J AA

CN-F1D - Panasoniccar.panasonic.jp/support/manual/navi/data_t/f1d_t/f1d_t.pdf品番CN-F1D お客様へのお願い取り付け、配線には専門の技術と経験が必要です。安全のため、必ずお買い上げの販売店に

Paulx€¦ · k k k k k kk kk k k k k k kkk k k k k k k kk kk k k kk k k kk k k k k k k k k k k k k k k kkk k k k k k k k k k k k kk