Slajd 1

Kalibracja zdj rentgenowskichPraca magisterskaMateusz SkafiriakProf. dr hab. Krzysztof MarasekKatedra Multimediw PJWSTKLipiec 2010

Plan prezentacjiCel pracy

Co oznacza pojcie kalibracja zdj rentgenowskich i do czego suy?

Aplikacja BoneViewer jako przykad praktycznego podejcia do tematu pracy

Wnioski i spostrzeenia

Zaprezentowa oglnie plan prezentacji2Cel pracyStworzy aplikacje do kalibracji zdj RTGZagbi si w tematykPozna i zrozumie oczekiwaniaspecjalistyRozszerzy temat o funkcjonalnociz nim zwizaneStworzy aplikacje wspierajc planowanieoperacji chirurgicznych na podstawiezdj rentgenowskichKalibracja zdj rentgenowskichKalibracja zdj rentgenowskich Co kryje si pod samympojciem kalibracja?Czym jest zdjcie rentgenowskie iczym si charakteryzuje?Kalibracja zdj rentgenowskichDopasowanie wybranej cechy danego elementu do odpowiedniego wzorca lub wybranego celu

Kalibracje pojcie bardzo proste i intuicyjnie oczywiste.Odwzorowywa, dopasowywanie5Kalibracja zdj rentgenowskichProces wykonania zdjcia RTGTradycyjna i nowoczesna metoda

Cechy charakterystyczne:Reprezentacja gstoci za pomoc odcieni szarociatwo uzyskania i minimalna ingerencja w ciao pacjentaWszelakie zastosowanie w medycynieCzas uzyskania zdjcia jest bardzo krtki

22 grudnia 1895 pierwsze zdjcie przez Wilhelm Conrad Rntgen rka ony, klisza = ekran fluorescencyjnyPromieniowanie XKlisza = szklanych pytek pokrytych wiatoczuymi zwizkami srebra

TradycyjnaNowoczesna metoda moliwo zapisu do plikudyskretyzacja (zamiana na piksele), kwantyzacja (przypisanie wartoci do pikseli)

atwo czytania i oceniania zdjcia dobry lekarz potrafi odczyta wiele informacjioko ludzkie wraliwe jest na szaroci a nie na koloryNiska, niezauwaalna dawka promieniowania dostp do widoku wntrza pacjenta.W wielu dziedzinach medycyny zdj RTG maj zastosowanie pomocne lekarzom6Kalibracja zdj rentgenowskichZdjcie rentgenowskie jako obraz cyfrowyZalety:Moliwo wykonywania operacji na obrazie za pomoc rnego rodzaju przeksztace, filtrw, transformatDokadna i szczegowa analiza zdjciaUatwiony sposb prowadzenia dokumentacjiDostp do zdj niezalenie od miejsca

Wady:Utrata informacjiDuy rozmiar zdj

dyskretyzacja (zamiana na piksele), kwantyzacja (przypisanie wartoci do pikseli)

Zazwyczaj obraz monochromatycznyPrzeksztacenia:punktowe logiczne, arytmetyczne, geometryczne, anamorficznekontekstoweglobalneAnaliza:HistogramOkno obrazu7Kalibracja zdj rentgenowskichJest to operacja polegajca na dopasowaniu ksztatu i wielkoci zdjcia rentgenowskiego do wymiarw najbardziej zblionych do rzeczywistoci. (przykad)

Z czego wynikaj powstae znieksztacenia na zdjciu?

Dlaczego naley wykalibrowa obraz medyczny przed jego analiz?

Do kalibracji pomocne s wskaniki

RTG dziao emitujce promienie X i klisza jest oddalone rzutowanie stokowe a nie rwnolege8BoneViewer

Zaprezentowa plan pokazu aplikacji: Informacje techniczne Struktura danych tworzenie projektu, struktura projektu, obsugiwane pliki, obsuga warstw Proces kalibracji moliwe scenariusze Przykadowe narzdzia, filtry moliwoci, przykady Inne funkcjonalnociaplikacji

9Informacje techniczne:

Technologia:ActionScript 3.0,AIR,Flex,PixelBender.

Wymagania:Tylko biblioteka AIRSystem: Windows, Mac, LinuxBoneViewer

Poczenie ze sob 4 technologiiAS3 struktura aplikacji kompilacja do kodu poredniegoAIR aplikacja desktopowaFlex interfejsPixelBender filtry szybkie wykonywanie polece na pojedynczym pikselu

Dziki takiemu zestawieniu technologii wymagania znikome.

Technologie wspgraj ze sob10BoneViewerStruktura danych

Projekt AProjekt BWarstwa A1Warstwa A2Warstwa A3Warstwa B1Moliwo dziaania na kilku projektach na raz.

POKA:Stworzy projektDoda kilka warstwZaadowa obraz11BoneViewerRodzaje warstw i obsuga plikw

Rodzaje warstw:Obraz rastrowy adowany z plikuNarzdzie pomiarowe do mierzenia: odlegoci, kta lub pola

Obsugiwane formaty plikw:JPG BMPPNGDICOMBVP (BoneViewerProject)

JPG bloki 8x8, transformata cosinusowa, alg HoffmanaPNG alg kompresji bezstratnej LZWDICOM BoneViewer otwiera tylko w kompresji native, 8 lub 24 bit12Cechy charakterystyczne:Zastosowanie w wielu dziedzinach medycynyStruktura formatu skada si z tzw. data setwInformacje o pliku zawarte w polu Transfer Syntax UIDBoneViewerFormat DICOM

Powsta w 1985 ACR/NEMA 300Nie tylko RTG ale take:MRI tomografia rezonansu magnetycznegoTK tomografia komputerowa setki obrazwStruktura pliku podobna do bazy z okrelonymi rekordamiTS UID = 0002:001013BoneViewerProces kalibracji

Pomiar wartoci dpi wywietlaczaKalibracja zdjcia na podstawie:Znanej rzeczywistej szerokoci i wysokoci obrazuRealnych wymiarw zaznaczonego prostoktaZnanej dugoci wyznaczonej linii na zdjciuZachowanie wybranych parametrw kalibracji (dpi, wymiary) dla danego zdjciaZmiana rozmiaru obrazu

Autokalibracja

Proste rozwizanie500 / (L * 0.0393700787) gdzie L to zmierzona odlego podana w milimetrach warto 0.0393700787 okrela 1 milimetr wyraony w calach

1 proste podane wymiary zamienia si na ilo pikseli2 z proporcji3 linia zamieniana jest na prostokt i z proporcji najbardziej intuicyjny

Dpi dla jakiego zostao skalibrowane i rzeczywiste wymiary

PixelBender samplowanie nearest

Autokalibracja na podstawie zapisanych wartoci (dpi, realny wymiar)

14BoneViewerNarzdzia

Podstawowe narzdzia:Pomiarowe, do mierzenia:OdlegociKtaPola elipsy lub wieloktu

Histogram

Okno obrazu

Pole elipsy = pi * r1 * r2

Pole Wieloktu = 0.5 * (x1*y2-x2*y1 + x2*y3-x3*y2 + + xn*y1-x1*yn)

Grayscale BT.709R*0.212 + G*0.717 + B*0.072

15BoneViewerFiltry

Struktura filtrw

Przykadowe filtry:Invert GrayscaleThresholdEdge detector

FilterFilterPixelBenderFilterPixelBenderImageFilterContextFilterImageFilterPointPunktoweKontekstoweObraz

16BoneViewerInne cechy aplikacji

Interfejs:Intuicyjne rozmieszczenie elementw interfejsuHistogram automatycznie aktualizowany na podstawie zaznaczeniaWidok aplikacji w penym ekranieKolorystyka interfejsu

Inne:Automatyczna aktualizacja aplikacjiUkrywanie do traya lub dockaMoliwo przeniesienia kodu na aplikacje webow (RIA)

Fullscreen + skrty klawiaturowe = OK.

Ciemne kolory wspgraj z RTG. Odpowiedni kontrast. Minimalizm

RIA Rich Internet ApplicationNie wszystkie moliwoci ale duo by dziaao +logowanie,konta,serwery z plikami,dokumentacja,wsppraca na ywo

17Wnioski i spostrzeeniaNapotkane problemy:Stworzenie struktury aplikacji, wspierajca realizacje jej wymagaOptymalizacja wykonywania przeksztace na obrazieZoono formatu DICOMDua rnorodno datasetwWiele sposobw zapisu (kodowanie, kompresja itp.)Autokalibracja projektuAutomatyczna aktualizacja histogramu

Duo klas kontrolnych na bazie wzorca singleton

Pocztkowo mia by C# ale za wolno dziaao biblioteka AForge jako wzrPixelBender rozwiza spraw silnik jak w Photoshopie

Dicom jest BARDZO rozbudowanyCiko znale potrzebne informacje w dokumentacji i wybra odpowiednie datasetyGdyby od nowa pisa: podejcie do dicomu jak do bazy danych z rekordamiBiblioteka do odczytu DICOM mogaby by oddzielnym duym projektemDokumentacja OGROMNA

Autokalibracja czy faktycznie spenia oczekiwania

18Wnioski i spostrzeeniaWnioski:Aplikacja w peni realizujca temat pracy wymaga ogromnego nakadu pracy i czasuWyodrbnienie oddzielnych bibliotek:Czytanie, zapisywanie plikw DICOMZestaw filtrw i przeksztace na obrazieRwnolege stworzenie aplikacji webowejUmieszczenie aplikacji we wzorcu projektowymPlanowanie w szerszym gronie lekarzy i specjalistw

BoneViewer jest swego rodzaju tylko wstpem.Waciwa aplikacja wymagaaby nowego podejcia, uwzgldniajc zdobyte dowiadczenie.

Oddzielne moduy prowadzone niezalenie, testowane i aktualizowane rwnolegle

Dobry krok w przyszo wejcie na rynek z nowym podejciem do aplikacji tej rangiJu nie nowatorskie ale nadal przyszociowe

MVC. Jednak wygodniej i sprawniej realizowana jest praca

Lepsze spojrzenie na potrzeby klienta. Wysuchanie wielu opinii a nie realizacja planw jednej osoby19Dzikuje za uwag

1896 pierwsze zdjcie polskie - metalowy przycisk do papieru w ksztacie jaszczurki20