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

Ebook Ultrasound for surgeons: Part 2

(BQ) Part 2 book "Ultrasound for surgeons" presents the following contents: Surveillance of deep vein thrombosis, insertion of central catheters, transcranial doppler, diagnosis and treatment of fluid collections and other pathology, open applications, laparoscopic applications, breast ultrasound, vascular, rectal.


Mô mềm chất cặn bã

rong y học, thuật ngữ mô mềm dùng để chỉ các mô ngoài xương không phải biểu mô, có tác dụng liên kết, hỗ trợ hoặc bao bọc các cơ quan và cấu trúc khác (mô tạo máu/bạch huyết) trong cơ thể. Mô mềm bao gồm cơ xương, mô sợi, mô mỡ, hệ mạch máu và mạch bạch huyết, hệ thần kinh ngoại biên. Mô mềm thường có nguồn gốc từ trung bì.


Bài giảng Bệnh da và hoa liễu

Đối tượng của môn học bệnh da là nghiên cứu tình trạng da, niêm mạc, các phần phụ của da khi lành và khi bị bệnh. Bệnh hoa liễu là môn học các bệnh lây truyền qua quan hệ tình dục do vi khuẩn, virut, nấm, ký dinh vật gây ra. Môn học về bệnh da và hoa liễu gọi chung là môn học bệnh da liễu.


Bài giảng Dược liệu chứa alcaloid có cấu trúc diterpen - TS. Đỗ Quyên

Nhằm giúp các bạn có thêm tài liệu tham khảo trong quá trình học tập và nghiên cứu về Y dược, mời các bạn cùng tham khảo nội dung bài giảng "Dược liệu chứa alcaloid có cấu trúc diterpen" dưới đây. Nội dung bài giảng giới thiệu đến các bạn những nội dung về các dược liệu chứa alcaloid có cấu trúc diterpen, trình bày cây ô đầu. Hy vọng đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn.


Ebook Shafer's textbook of oral pathology (7th edition): Part 2

(BQ) Part 2 book "Shafer's textbook of oral pathology" presentation of content: Physical and chemical injuries of the oral cavity, regressive alterations of the teeth, healing of oral wounds, oral aspects of metabolic diseases, allergic and immunologic diseases of the oral cavity, diseases of specific systems, forensic odontology,... and other contents.


SO SÁNH ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ NẠO VA DƯỚI NỘI SOI VỚI PHƯƠNG PHÁP NẠO VA KINH ĐIỂN

Đặt Vấn Đề-Mục Tiêu: Nạo VA là phẫu thuật được thực hiện rất phổ biến trong tai mũi họng Nhi. Tuy nhiên nạo VA theo phương pháp cổ điển còn nhiều hạn chế. Ngày nay nạo VA nội soi đã được thực hiện trên thế giới cũng như tại Việt Nam. Đề tài này với mục tiêu so sánh đánh giá kết quả nạo VA dưới nội soi với phương pháp nạo VA king điển. Đối tượng-phương pháp nghiên cứu: tất cả bệnh nhi ở TP.HCM đến khám tại phòng khám Tai mũi họng- BV nhi Đồng 2 có...


TỔNG QUAN HỆ THẦN KINH

Tài liệu tham khảo dành cho giáo viên, sinh viên chuyên ngành y khoa - Giáo trình, bài giảng y học qua các năm học y.


MONITOR PM-60D (ECG, SpO2, NIBP,PR)

Rất phù hợp để theo dõi bệnh nhân khi vận chuyển từ phòng mổ về hồi sức, theo dõi ở phòng tiền mê, hồi tỉnh và phù hợp gây mê di động Đặc điểm chính: Chế độ kiểm tra đều đặn và chế độ giám sát liên tục Biểu đồ dữ liệu và Bảng đánh giá xu hướng Báo cáo phân tích phong phú Giải pháp lắp đặt hoàn hảo Hoạt động tiện lợi bằng màn hình cảm ứng Bộ nhớ thẻ SD lưu trữ được hơn 2000 trường hợp bệnh nhân Đồng bộ với máy tính trên cơ sở phần mềm (WinXP và WinVista) ...


Bệnh học hô hấp - Lao part 8

4.3.2. Biến chứng xa: - Viêm màng não: là biến chứng nguy hiểm tính mạng, đặc biệt đối với bệnh nhân già yếu. - Viêm màng trong tim. - Viêm khớp nhiễm khuẩn. - Viêm nội nhãn. - Viêm phúc mạc. 5. Cận lâm sàng: - Xquang phổi: hình ảnh điển hình và phổ biến là một đám mờ chiếm cả thùy phổi, có phế quản hơi . Đám mờ có thể không rõ ở những bệnh nhân mất nước nhiều hoặc có khi thấy nhiều ổ đông đặc, tràn dịch màng phổi. Triệu chứng xquang thường hấp thu sau...


HEN SUYỄN – PHẦN 2

Bèo cái 100g, cắt bỏ rễ, bỏ lá vàng, rửa nhiều lần bằng nước muối cho thật sạch, cuối cùng rửa thêm một lần bằng nước muối. Rẩy cho ráo nước, giã nhỏ, vắt lấy nước, thêm nước (đã đun sôi để nguội) vào và cho thêm ít đường cho đủ ngọt và đủ 100ml. Ngày uống 2 lần, mỗi lần 1 liều như trên.


Tài liệu mới download

VSTEP speaking part 2 sample answers
  • 28/03/2017
  • 89.372
  • 829

Từ khóa được quan tâm

Có thể bạn quan tâm

Dược học cổ truyền part 10
  • 08/08/2011
  • 87.313
  • 308
NANG CLINDAMYCIN
  • 15/07/2011
  • 42.762
  • 317
Bệnh sởi Rubella
  • 23/08/2011
  • 87.163
  • 874
Giáo trình tế bào học part 6
  • 09/05/2011
  • 12.524
  • 873

Bộ sưu tập

Danh mục tài liệu