Procesamiento de Imágenes Médicas

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María Jesús Flores Maidana
hace 6 años
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1 Procesamiento de Imágenes Médicas Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Facultad de Ciencias de la Computación Daniel Alejandro Valdés Amaro, Ph.D

2 2. Adquisición de imágenes médicas

3 2.5 Otras técnicas de imagen

4 2.5.1 Ultrasonido

5 Introducción Las ondas sonoras se reflejan en los límites entre materiales de diferente impedancia acústica. Una onda de ultrasonido enviado en el cuerpo humano se reflejará en los límites de órganos. El lugar de reflexión puede ser reconstruido si la velocidad del sonido en el material a través de la que la onda viaja es conocida.

6 Introducción Para la mayoría de tejidos blandos esta velocidad es de alrededor de 1500 m/seg. La reflexión de la señal de ultrasonido se crea utilizando un transductor que actúa como el emisor y receptor de ondas de ultrasonido. La sig. figura muestra un equipo de ultrasonido típico.

7 Introducción

8 Introducción

9 Imágenes por ultrasonido Una ecografía (A-scan) envía una única onda con dirección conocida en el cuerpo y registra la amplitud de las reflexiones como una función del tiempo de viaje entre el envío y la recepción de la señal. Se trata de una sonda unidimensional en el cuerpo, al cuál muestra los límites de los tejidos y los límites entre regiones con diferente impedancia acústica. Las imágenes de ultrasonido (también llamadas B- scans, véase la fig. siguiente) se crean de un haz en abanico plano de diferentes A-scan rotadas.

10 Imágenes por ultrasonido

11 Imágenes por ultrasonido La formación de imágenes del corazón también puede llevarse a cabo poniendo el dispositivo de ultrasonido (un transductor de envío y recepción de ondas de sonido) en el esófago. Un número de efectos causa artefactos en una imagen de ultrasonido. Las ondas de sonido se atenúa al igual que las ondas electromagnéticas en imágenes de rayos X.

12 Imágenes por ultrasonido La absorción de energía de las ondas se convierte en calor. Esta absorción provoca una disminución de la amplitud al aumentar la profundidad. La interferencia, dispersión y refracción de y entre ondas da lugar a artefactos en las imágenes de ultrasonido.

13 Imágenes por ultrasonido Se trata de una distorsión de la señal no lineal y dependiente del tejido. Los tejidos y los límites de tejidos que reflejan o atenuar una alta cantidad de la entrada energía sonora producir una sombra acústica detrás del tejido.

14 AI en imágenes de ultrasonido La eliminación de artefactos a través de postprocesamiento es sólo un exitosa parcialmente, ya que su no linealidad y no estacionariedad desafían las técnicas comunes de restauración. Utilizando las técnicas de eliminación de ruido para reducir el ruido afectaría seriamente el contenido de la imagen ya que no es ni de alta frecuencia ni estacionario.

15 2.5.2 Fotografía

fotografía de retina (ver fig. siguiente).

16 Fotografía Un ejemplo de diagnóstico utilizando la fotografía es la representación de los procesos vasculares en la fotografía de retina (ver fig. siguiente). La retina es el único lugar en el cuerpo humano donde los vasos son visibles en la superficie.

17 Fotografía Otra aplicación es el diagnóstico de los tumores de la piel o cicatrices de quemaduras. La fotografía en este campo es a veces sustituida por la dermatoscopia que produce imágenes microscópicas de la superficie de la piel con un factor de aumento de 1:10. En la planificación del tratamiento, la fotografía puede ser utilizada para estimar los efectos de cirugía plástica.

18 Fotografía Lo anterior se debe a que las fotografías digitales son por lo general imágenes en color de alta calidad y alta resolución. Dado que una imagen fotográfica es una proyección de una superficie opaca, de modo que reglas similares para la proyección de imágenes de rayos X se aplican con respecto a la medición y el análisis.

19 2.5.3 Microscopia de luz

20 Microscopía de luz Los microscopios en imágenes médicas son a menudo microscopios ópticos de luz, que pueden analizar las estructuras vivas de tamaños comprendidos entre 0.1 micras y 1 mm. La magnificación se genera a través de un sistema de lentes. Si embargo, la fotosensibilidad disminuye con el aumento de la resolución espacial.

21 Microscopía de luz

22 Microscopía de luz

23 Microscopía de luz

24 Microscopía de luz

25 Microscopía de luz Puesto que la tinción de color en las células se hace a propósito, la segmentación basada en el color y la clasificación son a menudo estrategias adecuadas para un análisis exitoso.

26 Microscopía de luz

27 Microscopía de luz

28 Microscopía de luz

29 2.5.4 EEG y MEG

30 EEG y MEG Para la creación de un electroencefalograma (EEG) un número de electrodos (16 a 25). Se colocan en el cuero cabelludo para detectar impulsos eléctricos causados por la actividad cerebral. Los impulsos son amplificados y representan una serie de curvas que indican la actividad cerebral de la función del cerebro humano.

31 EEG y MEG

32 EEG y MEG La actividad cerebral ocurre en la materia gris, que se encuentra cerca del cuero cabelludo, por lo que EEG proporciona un mapa funcional del cerebro en actividad.

33 EEG y MEG

34 EEG y MEG La resolución espacial es pobre, pero la resolución temporal de EEG es excelente (ver la figura siguiente para un ejemplo de curvas de tiempo EEG).

35 EEG y MEG

36 EEG y MEG

37 EEG y MEG En la actualidad, la principal actividad en el procesamiento de los EEG es el análisis de señales y el reconocimiento de patrones de la imagen temporal. Sin embargo, el análisis de la imagen juega un papel de menor importancia debido a la pobre resolución espacial de la señal.

38 EEG y MEG

39 EEG y MEG

40 EEG y MEG Un magnetoencefalograma (MEG) mide un efecto similar al de EEG mediante el campo magnético de la actividad cerebral neuronal. MEG requiere un sistema de registro de campos magnéticos muy pequeños (10-15 T) y requiere un tipo especial de imán de grabación que es sensible a campos tan pequeños. Dicho dispositivo es llamado SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) o dispositivo superconductor de interferencia cuántica.

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