Tìm kiếm tài liệu miễn phí

CTSL - Chương trình mô phỏng tạo ảnh cắt lớp bằng X-quang và ứng dụng khảo sát ảnh giả

Máy chụp cắt lớp CT là thiết bị chẩn đoán hình ảnh hiện đại được sử dụng phổ biến hiện nay trong y tế. Nội dung giới thiệu một chương trình mô phỏng sự tạo ảnh cắt lớp thông qua các thuật toán đặc trưng nhằm tạo một công cụ phục vụ đào tạo hỗ trợ người dùng hiểu rõ về nguyên lý và tính năng kỹ thuật của thiết bị CT. Chương trình đã tạo điều kiện mô phỏng một số trường hợp ảnh giả giúp người sử dụng hiểu rõ hơn về bản chất và cách thức nhận biết hoặc loại trừ các ảnh giả phổ biến.



Đánh giá tài liệu

0 Bạn chưa đánh giá, hãy đánh giá cho tài liệu này


  • 5 - Rất hữu ích 0

  • 4 - Tốt 0

  • 3 - Trung bình 0

  • 2 - Tạm chấp nhận 0

  • 1 - Không hữu ích 0

Mô tả

TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 9, SỐ 8 -2006

CTSL - CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG TẠO ẢNH CẮT LỚP BẰNG X-QUANG
VÀ ỨNG DỤNG KHẢO SÁT ẢNH GIẢ
Võ Nhật Quang (1), Huỳnh Quang Linh (2)
(1) Bệnh viện Nhi đồng 1, Tp.HCM
(2) Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM
(Bài nhận ngày 26 tháng 01 năm 2006, hoàn chỉnh sửa chữa ngày 23 tháng 08 năm 2006)

TÓM TẮT : Máy chụp cắt lớp CT là thiết bị chẩn đoán hình ảnh hiện đại được sử dụng
phổ biến hiện nay trong y tế. Nội dung giới thiệu một chương trình mô phỏng sự tạo ảnh cắt
lớp thông qua các thuật toán đặc trưng nhằm tạo một công cụ phục vụ đào tạo hỗ trợ người
dùng hiểu rõ về nguyên lý và tính năng kỹ thuật của thiết bị CT. Chương trình đã tạo điều kiện
mô phỏng một số trường hợp ảnh giả giúp người sử dụng hiểu rõ hơn về bản chất và cách thức
nhận biết hoặc loại trừ các ảnh giả phổ biến.
1. NGUYÊN LÝ CƠ BẢN
1.1 Nguyên lý hoạt động của CT

Hình 1. Nguyên lý hoạt động của máy quét [2]

Quá trình quét CT để tạo ra hình ảnh các lớp cắt trong một bệnh nhân bao gồm ba bước
chính sau đây :
ĐO ĐẠC Ö TÁI TẠO Ö HIỂN THỊ
1.1.1 Đo đạc
Bước đo đạc xác định độ suy giảm của tia X dọc theo nhiều đường hẹp hay cột vật chất
trong một lát cắt mỏng của bệnh nhân. Các độ suy giảm được tính toán từ các số đo cường độ
bức xạ đi vào và đi ra khỏi mỗi cột.
1.1.2 Tái tạo ảnh
Sự tái tạo ảnh liên quan đến sự biến đổi những số đo cột này thành các đặc tính suy giảm
của một dãy hay ma trận các thể tích nhỏ (được gọi là voxel) trong mỗi lát cắt của bệnh nhân.
1.1.3 Hiển thị và lưu trữ
- Bước hiển thị ảnh bao gồm việc hiển thị ảnh thường trên một màn hình dưới dạng hình
ảnh có độ xám khác nhau. Hình ảnh có thể được sao chép vào phim, đĩa hay băng từ.
- Thành phần hiển thị không những để hiển thị hình ảnh lên màn hình mà còn lưu trữ kết
quả lên phim hay các bộ nhớ kỹ thuật số.
- Các hình ảnh được lưu trữ ở 4096 mức (12 bit) để bao trùm hết phạm vi chức năng từ
không khí đến xương đặc.
Trang 21

Science & Technology Development, Vol 9, No.8- 2006

1.2 Các thuật toán
Kỹ thuật cắt lớp bao gồm các bước sau [1, 3]:

f(x,y)

pθ (t)

Hệ thống
chiếu

(Dữ liệu hình chiếu)

(Cơ thể cần chụp ảnh)

pθ (t)

fb(x,y)

Thuật toán
tái tạo ảnh

(Hình ảnh được tái tạo)

(Dữ liệu hình chiếu)

Hình 2. Sơ đồ nguyên lý quá trình tái tạo ảnh

2. CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG CTSL
2.1 Cấu hình máy tính
Chương trình CTSL (Computed Tomography Scanner Learning) được viết bằng chương
trình tính toán kỹ thuật Matlab 7 chạy trên máy tính có cấu hình như sau:
- CPU Intel Pentium 4 – 2,6 GHz
- 256 MB RAM (nếu có bộ nhớ RAM lớn hơn, chương trình sẽ xử lý đồ hoạ nhanh hơn)
- Hệ điều hành Windows XP
Giao diện chương trình mô phỏng CTSS được trình bày ở hình 4.
2.2.Các bước thực hiện
CTSL bao gồm 4 phần nhỏ : Cơ bản về máy quét CT, Hoạt động, Demo, Mô phỏng
(CTSS).
CTSS sử dụng phương pháp chiếu ngược có lọc (FBP – Filtered Back-Projection) . Đây là
thuật toán đang được sử dụng trong hầu hết các ứng dụng cắt lớp sử dụng các tia thẳng do độ
chính xác rất cao (hình 3).
2.2.1 Quá trình tạo dữ liệu hình chiếu

2.2.1.1 Bước 1: Chọn hình ảnh các phantom.
Vì đây là chương trình mô phỏng nên chúng ta sẽ không có được các dữ liệu thật từ máy
quét CT đưa vào. Do đó, CTSS cung cấp các phantom để từ đó có thể tạo ra các dữ liệu hình
chiếu. Có tất cả 13 phantom là ảnh của các vật thể với hình dạng và cấu trúc khác nhau để tạo
độ tin cậy cho chương trình.
2.2.1.2.Bước 2 : Chọn cấu hình quét
- Song song : Với cấu hình này, hàm radon trong Matlab được sử dụng để tạo ra dữ liệu
hình chiếu từ các phantom.
- Hình quạt : Với cấu hình này, hàm fanbeam trong Matlab được sử dụng để tạo ra dữ liệu
hình chiếu từ các phantom. Cấu hình này có hai loại : đẳng giác (equiangular) và đẳng tuyến
(equilinear).
2.2.1.3.Bước 3 : Chọn thông số chiếu t tuỳ theo cấu hình chiếu là song song hay hình quạt
Trang 22

TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 9, SỐ 8 -2006

Hình 3. Lược đồ thuật toán FBP

Hình 4. Giao diện chương trình mô phỏng CTSS

2.2.1.4.Bước 4 : Tiến hành chiếu
Trên ô “Projection trace & Sinogram”, chúng ta sẽ lần lượt nhận được hình chiếu của
phantom ở các góc chiếu khác nhau và sau cùng là tập hợp tất cả các hình chiếu này để tạo
thành Sinogram.
2.2.2 Quá trình tái tạo ảnh
Trên cơ sở các dữ liệu chiếu đã có ở các bước trên, ta tiến hành quá trình tái tạo ảnh.
2.2.2.1.Bước 1 : Chọn bộ lọc bao gồm Ram-Lak, Cosine, Hamming, Hann và Shepp-Logan
2.2.2.2.Bước 2 : Chọn các thông số tái tạo
Các thông số tái tạo ảnh một phần phụ thuộc vào các thông số chiếu trước đó như là cấu
hình chiếu, góc quay, vv…
2.2.2.3 Bước 3 : Tiến hành tái tạo ảnh
- Trong ô “Reconstruction trace”, chúng ta sẽ lần lượt nhận được các hình ảnh tái tạo từ các
dữ liệu chiếu ở các góc chiếu khác nhau.
- Trong ô “Filtered reconstructed image”, hình ảnh tái tạo của phantom sẽ được hiển thị.
- Do quá trình tái tạo ảnh là một quá trình phức tạp nên sẽ có sai số. Sự khác biệt giữa hình
ảnh tái tạo và hình ảnh gốc (phantom) sẽ được hiển thị trong ô “Error image”.
Trang 23

Science & Technology Development, Vol 9, No.8- 2006

3 KẾT QUẢ

Sau đây là kết quả của một số hình ảnh được tái tạo đặc biệt là hình ảnh mô phỏng các
nhiễu ảnh phụ thuộc vào cấu hình và các thông số quét, cũng như các thông số tái tạo ảnh.
Các thuật ngữ viết tắt
RAI : Rotation Angle Increment
SS : Sensor Spacing
NR : Noise Ratio
VM : Vertical Movement
DN : Detector’s Number
FS : Frequency Scaling

SR : Scan Ratio
D : Distance
HM : Horizontal Movement
MA : Movement Angle
DC : Degradation Coefficient

3.1 Góc quay
3.1.1 Song song : Các thông số chọn : SR = 1; F = Ram-Lak; I = Linear; FS = 1

RAI = 1

RAI = 10

RAI = 15

Hình 5. Ảnh tái tạo với cấu hình quét song song

3.1.2.Quạt đẳng giác : Các thông số chọn : SR =1; SS = 1; D = 250; F = Ram-Lak; I =
Linear

RAI = 1

RAI = 4

RAI = 15

Hình 6.Ảnh tái tạo với cấu hình quét quạt đẳng giác

3.1.3 Quạt đẳng tuyến : Các thông số chọn : SR =1; SS = 1; D = 250; F = Ram-Lak; I =
Linear

RAI = 1

RAI = 10

Hình 7. Ảnh tái tạo với cấu hình quét quạt đẳng tuyến

Trang 24

RAI = 15

TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 9, SỐ 8 -2006

Từ các kết quả trên chúng ta có thể kết luận được rằng nếu góc quay RAI càng nhỏ thì chất
lượng ảnh tái tạo càng cao.
3.2 Ảnh giả
3.2.1 Bệnh nhân dịch chuyển
Kết quả sau đây nhận được từ cấu hình song song và các thông số chọn như sau : RAI = 1;
SR = 1; F = Ram-Lak; I = Linear; FS = 1

HM = 10, MA = 10

HM = 10, MA = 20

HM = 20, MA = 10

HM = 10, MA = 60

Hình 8. Sinogram và ảnh bị nhiễu ở các mức khác nhau

3.2.2 Chùm tia quét không bao trùm hết bề rộng lớn nhất của bệnh nhân

3.2.2.1 Cấu hình song song và RAI = 1, Ram-Lak, Linear

SR = 0.5

SR = 0.6

Hình 9. Ảnh bị nhiễu với cấu hình song song

3.2.2.2 Cấu hình quạt đẳng giác và RAI = 1; SS = 1; D = 250

SR = 0.5

SR = 0.6

Hình 10. Ảnh bị nhiễu với cấu hình quạt đẳng giác

Trang 25

Tài liệu cùng danh mục Y khoa - Dược

Lý thuyết Kinh mạch và Huyệt đạo: THƯỢNG QUẢN

Tên Huyệt: Quản = thực quản. Huyệt ở vị trí phía trên (thượng) dạ dầy, vì vậy gọi là Thượng Quản (Trung Y Cương Mục). Tên Khác: Thượng Hoãn, Thượng Kỷ, Thượng Oản, Thượng Uyển, Vị Quản. Xuất Xứ: Thiên ‘Tứ Thời Khí’ (LKhu.19).Đặc Tính: + Huyệt thứ 13 của mạch Nhâm. + Hội của mạch Nhâm với các kinh Tiểu trường và Vị. Vị Trí:


Bài giảng Những khái niệm cơ bản trong sinh lý bệnh - HV Quân Y

Bài giảng Những khái niệm cơ bản trong sinh lý bệnh trình bày những khái niệm cơ bản về bệnh, khái niệm về bệnh căn, khái niệm về bệnh sinh học. Tham khảo bài giảng giúp người học hiểu được những khái niệm về bệnh, phân tích được những khái niệm về bệnh căn và nắm được những khái niệm về cơ chế bệnh sinh. Chúc bạn học tốt.


ĐẠI CƯƠNG VỀ PHẪU THUẬT

Phẫu thuật thực hành là môn học về các thủ thuật dùng trong ngoại khoa để chẩn đoán và chữa bệnh, đồng thời nó còn có mục đích là tìm tòi trên cơ sở khoa học những phương pháp và những kỹ thuật mới để phục vụ cho yêu cầu chữa bệnh ngày càng cao hơn, tinh vi hơn.


Bài giảng Bệnh học nội khoa: Suy tim - BS. Nguyễn Văn Thịnh

Bài giảng Bệnh học nội khoa: Suy tim do BS. Nguyễn Văn Thịnh thực hiện. Nội dung bài giảng giúp người học nêu nguyên nhân thường gặp; mô tả dấu hiệu lâm sàng, phân loại mức độ suy tim và trình bày nguyên tắc điều trị. Hy vọng đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho bạn.


Giáo trình Bệnh viêm kết mạc

Viêm kết mạc là nhóm bệnh phổ biến nhất trong các bệnh về mắt, chúng chiếm tới 70% trường hợp tới khám ở các phòng khám mắt. Nhiều loại viêm kết mạc hay lây lan và thậm chí phát triển thành dịch, ảnh hưởng rất lớn tới quân số lao động và chiến đấu


GÃY XƯƠNG CẲNG CHÂN

Chú ý: Đối với cẳng chân: Gãy 1 xương→biến dạng không đáng kể. Nếu biện dạng nhiều → gãy 2 xương trở lên. XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ GÃY: - Gãy kín hay hở. - Đơn giản hay phức tạp. - Vị trí gãy + xương gãy. TRIỆU CHỨNG LÂM SÀNG CỦA GÃY 2 XƯƠNG CẲNG CHÂN - Đau chói ở ổ gãy, chân biến dạng. - Sờ được đầu xương gãy do bờ trước và bờ trong của xương chày nằm ở dưới da.


Ebook Clinical manual and review of transesophageal echocardiography (2nd edition): Part 1

(BQ) Part 1 book "Clinical manual and review of transesophageal echocardiography" presents the following contents: Basic transesophageal echocardiography (fundamentals of ultrasound imaging, the basic tee exam), advanced transesophageal echocardiography (valvular heart diseases, ventricular function, pericardium).


Bài giảng Sinh lý bệnh và phân loại bệnh mạch vành - BS. Nguyễn Thanh Hiền

Bài giảng Sinh lý bệnh và phân loại bệnh mạch vành do BS. Nguyễn Thanh Hiền biên soạn bao gồm những nội dung về sinh lý tuần hoàn vành; diễn tiến điển hình của quá trình xơ vữa động mạch vành; sinh lí bệnh hội chứng mạch vành cấp; danh pháp bệnh mạch vành cùng một số nội dung khác. Mời các bạn tham khảo.  


Kháng sinh trong điều trị nhiễm trùng vùng hàm mặt - BS Huỳnh Văn Dương

Tài liệu Kháng sinh trong điều trị nhiễm trùng vùng hàm mặt do BS Huỳnh Văn Dương biên soạn với mục tiêu là: Nêu được cơ chế tác động, sự kháng thuốc và một số tác dụng phụ của khác sinh, nêu được nguyên tắc điều trị nhiễm trùng vùng hàm mặt và những điểm giúp quyết định cho bệnh nhân nhập viện.


Bài giảng Hoá sinh Gan-Mật

Gan: CQ lớn nhất~ 2 kg, quan trọng nhất, nhiều ch.năng : - Tuần hoàn: chuyển máu từ hệ thống TMC- HT tuần hoàn chung, dự trữ M. - Bài tiết: bài tiết mật xuống ruột- Tiêu hoá lipid - Chuyển hóa các chất P,G,L... - Bảo vệ và khử độc: khử các chất độc NS & ngoại sinh. - Huyết học: tạo Máu ở thời kỳ bào thai, sx yếu tố đông máu... Bệnh G- M - Rối loạn chức phận cơ thể...


Tài liệu mới download

Giải pháp Cluster trên linux
  • 24/04/2009
  • 22.548
  • 758
Từ vựng starters
  • 24/08/2017
  • 32.369
  • 761
Sơ lược về Rêu
  • 16/02/2012
  • 61.594
  • 259

Từ khóa được quan tâm

Có thể bạn quan tâm

KHÁM PHẢN XẠ
  • 21/02/2011
  • 49.509
  • 112
BỆNH U HẮC TỐ ÁC TÍNH
  • 26/07/2011
  • 23.161
  • 649

Bộ sưu tập

Danh mục tài liệu