Dicom
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 74

عنوان سمینار : مقدمه اي بر دستگاههاي تصويرگر پزشكي و استاندارد DICOM PowerPoint PPT Presentation


  • 118 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

عنوان سمینار : مقدمه اي بر دستگاههاي تصويرگر پزشكي و استاندارد DICOM. اسامی تهیه کنندگان: آرش محمدی ابوذر طاهرخانی بهمن کوشا علیرضا اسدی محمد صادق زاده. عناوین. تعریف تصویر دیجیتال و چگونگی ذخیره و بازیابی آن بر اساس قالبهای مختلف بررسی کلی دستگاههای تصویر گر پزشکی

Download Presentation

عنوان سمینار : مقدمه اي بر دستگاههاي تصويرگر پزشكي و استاندارد DICOM

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Dicom

عنوان سمینار :مقدمه اي بر دستگاههاي تصويرگر پزشكي واستاندارد DICOM

اسامی تهیه کنندگان:

آرش محمدی

ابوذر طاهرخانی

بهمن کوشا

علیرضا اسدی

محمد صادق زاده


Dicom

عناوین

  • تعریف تصویر دیجیتال و چگونگی ذخیره و بازیابی آن بر اساس قالبهای مختلف

  • بررسی کلی دستگاههای تصویر گر پزشکی

  • بررسی استاندارد جهانی تصاویر پزشکی


Bitmap

نقشه بيتي (Bitmap) چيست؟


Dicom

مشخصه‌هاي تصويرهاي گرافيكي مبتني برBitmap

1. ابعاد

2. تفكيك‌پذيري(spi)

3. عمق بيتي

4. مدل رنگ


Dicom

1. ابعاد


2 spi

2. تفكيك‌پذيري(spi)


Dicom

3. عمق بيتي


Dicom

4. مدل رنگ


Dicom

نقشه بيتي و اندازه فايل:1- ابعاد و تفكيك‌پذيري: افزايش حجم به صورت تصاعد هندسي 2- عمق بيتي: افزايش حجم به صورت حسابي 3- مدل رنگ: الزاماً تغييري در حجم ايجاد نمي‌كند.


Dicom

محاسبه حجم فايل


Dicom

ذخيره‌سازي فايل بر روي ديسك- قالب‌ها بيان‌كننده نحوه ذخيره‌سازي تصوير گرافيكي است به طوري كه بتوان دوباره آنها را باز كرد و يا بتوان آنها را ويرايش نمود.- از جمله قالبهاي مشهور:TIFF ، JPEG ، GIF ، PNG


1 2 ips 3 4 cmyk rgb 5

اطلاعاتي را كه قالبهاي تصويري بايد داشته باشند (در حالت Bit map)

1- ابعاد 2- تفكيك‌پذيري (Ips) 3- عمق بيتي 4- مدل رنگ CMYK, RGB 5- متراكم‌سازي


Dicom

متراكم‌سازي

  • رمزگذاری طول سلسله


Dicom

متراكم‌سازي

  • روش متراکم سازی LWZ


Dicom

متداول‌ترين قالب‌بندي با استاندارد صنعتي مي‌باشد.-1 ابعاد:تصوير در اين قالب مي‌تواند هر ابعادي داشته باشد.2- عمق محدوديتي ندارد معمولاً نرم‌افزارها قالبهاي با عمق استاندارد را مي‌خوانند عمق‌هاي استاندارد: 8-1 بيت، 24 بيت، 32 بيت (CMYK) و يا 48 بيت (براي RGB)

قالب‌بندي TIFF


Dicom

3- مدل رنگ:TIFF مي‌تواند مدلهاي رنگ مختلف مانند:‌ خاكستري ـ RGB ،CMYK و . . كدگذاري كند. 4- متراكم‌سازي: قالبهاي TIFF را مي‌توان با روش متراكم‌سازي LZW ذخيره كرد.مي‌تواند تصوير را با قالب‌بندي متراكم و يا غيرمتراكم ذخيره كند

قالب‌بندي TIFF


Dicom

قالب‌بندي GIF

- براي ارسال تصويرهاي كيفيت پايين مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

  • GIF يكي از قالب‌بندي‌هاي استاندارد World Wid Webاست.

    - از GIF براي تصوير رنگي با تفكيك‌پذيري بالا استفاده نشود.

    - حداكثر مي‌تواند 256 رنگ مختلف (8 بيت ممكن) كيفيت رنگي آن پايين

    - نمي‌توان حالت متراكم‌سازي آن را غيرفعال كرد


Dicom

قالب‌بندي JPEG

- چاپ و وب، PDF

- ايجاد فايلهاي فشرده (تا 5 درصد مقدار اوليه)

- متراكم‌سازي آن از اطلاعات تصوير مي‌كاهد.

- قالب‌بندي پيچيده:

1 - اطلاعات مربوط به متراكم‌سازي 2- اطلاعات مربوط به خود تصوير: مدل رنگ، تفكيك‌پذيري و . . .


Dicom

قالب‌بندي PNG

- اين قالب‌بندي شبيه GIF مي‌باشد.

- فشرده‌سازي بدون كاهش داده‌ها (وب)

- قدرتمندتر از GIF

- خيلي از برنامه‌هاي مرورگر از آن پشتيباني نمي‌كنند.


Flash pix 1996

قالب‌بندي Flash pix (1996)

- بدون بارگذاري تصوير به هر تفكيك‌پذيري موردنظر رسيد.


Flash pix 19961

قالب‌بندي Flash pix (1996)

- انعطاف بالا دارد مثلاً مي‌تواند روش متراكم‌سازي JPEG را به كار برد.

- شركتهاي توليدكننده نرم‌افزارهاي تصويري و سخت‌افزارهاي عكاسي ديجيتال مانند فوجي، كداك و . . از امضاء‌كنندگان اين استاندارد مي‌باشند.

-متراكم‌سازي:

1- بدون متراكم‌سازي 2- متراكم‌سازي JPEG 3- متراكم‌سازي تك‌رنگ


Dicom

قالب‌بندي‌هاي منسوخ شده ويندوز

PCX-

- BMP

- CGM

- WMF


Dicom

اصول سیستمهای تصویرگر پزشکی:

اصولا چهار روش کلی برای تصویر برداری در پزشکی وجود دارد که عبارتند از:

  • اشعه X

  • فراصوت

  • تصویرگیری هسته ای

  • تصویرگیری به روش تشدید مغناطیسی


Dicom

اشعه X

  • - اشعه X درسال 1859 به گونه ای تصادفی توسط یک فیزیک دان آلمانی به نام رنگتن کشف شد.

  • اشعه X از امواج الکترو مغناطیسی و اشعه ای یون ساز می باشد.

  • تعامل اشعه X و ماده:

    • تفرق هماهنگ

    • اثر فتو الکتریک

    • تفرق کامپتون

    • تولید زوج

    • واپاشی نوری


Dicom

اشعه X

احتمال وقوع هر یک به انرژی اشعه و عدد اتمی اشعه بستگی دارد.

اما در تصویر برداری اشعهX تنها از تعامل اشعه با الکترونها استفاده می کنند.

شدت اشعه به صورت مقدار توان در واحد سطح پرتو تعریف می شود که توان به تعداد فوتونهایی که در واحد زمان از سطح مقطع پرتو عبور می نمایندو انرژی این فوتونها بستگی دارد.

در عبور یک پرتو از یک ماده شدت پرتوبه دلیل تعامل بین فوتونها وماده کاهش می یابد،این کاهش را با یک ضریب تضعیف بیان می کنیم.

مواد مختلف در برابر اشعه X ضرائب تضعیف متفاوتی دارند،نگاشتی از تضعیف بافتها در برابراشعه برای تصویر برداری استفاده می شود.

  • اشعه X در هنگام برخورد الکترونهای پر انرژی با یک هدف از جنس تنگستن یا مولیبدن تولید می گردد


Dicom

Tungsten Target

Electrons

Anode

Evacuated Envelope

Cathode (heated tungsten filament)

لامپ اشعه X


Dicom

اشعه X

  • اجزای دیگر برای تصویر برداری:

    • فیلترها

    • شبکه ها

    • صفحات تشدید کننده

    • آشکار سازهای اشعه X


Dicom

روشهای استفاده تشخیصی از اشعه X :

  • رادیو گرافی معمولی

    - اگر چه امروزه ابزارهای جدیدتر و قدرتمندتری برای تصویر برداری دردسترس می باشد ولی رادیوگرافی با اشعه Xهمچنان پرکاربردترین روش می باشد

    • رادیولوژیست بخوبی با آن آشناست

    • کاملا خودکار است

    • برای بکارگیری آن آموزش کمی لازم است

    • در پارهای از موارد بهتر از روشهای دیگر کار می کند

    • تفکیک در تصاویر دریافت شده خوب است.

      - وابستگی تضعیف اشعه به چگالی الکترونها در نسج


Dicom

روشهای استفاده تشخیصی از اشعه X :

  • آنژیوگرافی

    • تزریق مواد غیرسمی وکدر(ترکیبات آلی محلول در ید)

    • مشاهده رگها،تومورهای عروقی

    • حساسیت بدن(خطر مرگ در حدود یک درصد)

    • تفریق تصویری

  • مشکلات رادیوگرافی

    • تولید یک نگاشت دو بعدی از یک ساختار سه بعدی

    • تصویر صفحات مختلف بر روی یک صفحه

    • از بین رفتن عمق و ابهام در تصاویر


Dicom

  • مقطع نگاری کامپیوتری(CT)

    • ارائه توسط آلن کرماک در 1963

    • تار و مبهم کردن ساختارهای

      ناخواسته

    • تصویرگیری از یک صفحه خاص


Dicom

فراصوت

  • توان بلقوه فراصوت در تصویر برداری پزشکی در اواخر دهه1940 معلوم شد ولی تا سال 1970 که فراصوت چند سطحی معرفی گشت به عنوان یک ابزار تشخیصی مورد اقبال همگانی نبود اکنون این شیوه تصویرگیری دومین رتبه را در تصویر برداری پزشکی داراست.

  • فراصوت به امواج صوتی گفته می شود که فرکانس آنها بالاتر از 20 Khz یعنی آستانه بالای شنوایی انسان است

  • موج صوتی یک موج طولی است که در حین عبور از درون ماده نواحی فشرده و رقیق حاصل می شود.


Grayscale ultrasound image of a pancreatic tumor

Grayscale Ultrasound Image of a pancreatic tumor


Dicom

فراصوت

  • وقتی موج با سطح واسط بین دو محیط با امپدانسهای شنیداری متفاوت برخورد می کند دو پدیده رخ می دهد انعکاس یا شکست

  • تصاویر فراصوت از امواج منعکس شده در مرزهای نسوج و همچنین از انعکاسهای متفرق شده ناشی از ناهمگونیهای کوچک در بافت اصلی تولید می شود.

  • روئیت پذیری بافتها از طریق نمایش انعکاسی اکثرا توسط بافت همبند که امپدانس بالایی دارد تعیین می گردد(رگها،سایه شنیداری در پشت جسم همبند برای تشخیص تومورها)


Dicom

روشهای تشخیص بر مبنای فراصوت:

  • سیستمهای پالس اکو:بیشترین کاربرد را دارد و بر اساس نوع نمایش اطلاعات به سبکهای چهارگانه زیرتفکیک می شود

  • سبکA :

    • قدیمیترین و ساده ترین طریقه نمایش اطلاعات فراصوت برگشتی

    • دامنه موج بازگشتی به عنوان تابعی از عمق نفوذ نمایش داده می شود

    • نیاز به تقویت خروجی دارد

    • از سبک فوق برای یافتن جسم خارجی در چشم،برای تعیین محل ساختارهای خط میانی مغز بکار می رود

  • سبک B

    • در اینجا از دامنه بازگشتی برای تعیین شدت پرتو الکترونهای در یک لامپ اشعه کاتدیک استفاده می گردد

  • سبک C

  • سبکD


Dicom

  • روش داپلر:

    • می توان از اثر داپلر برای کشف حرکات نسوج و اندامها و یا جریان خون درون رگها استفاده کرد


Dicom

تصویر گیری هسته ای

image of patient diagnosed with prostate cancer


Dicom

تصویر گیری هسته ای

  • خاصیت رادیو اکتیو در سال 1896 توسط بکرل کشف شد

  • ساخت اولین عنصر رادیواکتیو مصنوعی توسط خانواده کوری در سال1934

  • پیشرفت در تولید سیکلوترونها ذرات با سرعت بالا

  • رادیواتم ها

  • مزایای تصویرگیری هستهای

    • استفاده از رادیواتم ها برای نشانه گذاری

    • اندازه گیری عملکرد بیوشیمیایی وفیزیولوژیکی بدن

    • حساس بودن روشهای تصویر گیری


Dicom

تصویر گیری هسته ای

  • تعامل ذرات هسته ای و ماده

    • ذرات آلفا

    • ذرات بتا

    • اشعه گاما

  • روشهای استفاده تشخیصی

    • آزمایش عملکرد کلیه(اسید هیپوریک)

    • اندازه گیری حجم خون (آلبومین)


Pet 70

PET - گسترش در دهه 70 - مطالعه عملکرد سوخت و ساز بدن - نیاز به سیکلوترون در محل


Picture of mri

Picture of MRI


Dicom

MRI

  • پدیده تشدید مغناطیسی هسته(NMR ) در سال 1946 توسط بلاک و پرسل کشف شد

  • مزایای NMR

    • اعوجاج و تضعیف کم برای نفوذ در ساختارهای استخوانی

    • این روش از تشعشع غیر یون ساز استفاده می کند

    • تمایز تصویری بسیار خوبی ایجاد می کند

    • توانایی تصویر برداری از هر صفحه مورد نطر


Dicom

MRI

  • NMR از اشعه الکترومغناطیسی برای بارز کردن خواص مواد استفاده می کند

  • اشعه الکترومغناطیسی در محدوده امواج رادیو یی قرار دارد

  • خاصیت مورد مطالعه برهمکنش این اشعه با گشتاور مغناطیسی هسته است

  • 1- اصول تشدید مغناطیسی هسته:

    • تکانه زاویه ای

    • گشتاور دو قطبی

    • سطوح انرژی هسته هیدروژن


Dicom

MRI

  • 2-تغییر انتخابی جهت بردار مغناطیسی

    • فرکانس لارمور

    • میدان مغناطیسی RF

    • مختصات دوار


Dicom

MRI

  • 3- زمانهای آرامش

    • T1( Spin-lattice relaxation time )

      Mz = Mo ( 1 - e-t/T1 ) 

    • T2 (Spin-spin relaxation time)


Dicom

عوامل موثر در پیدایش استاندارد تصاویر

  • پیشرفت دستگاههای تصویر گر

  • پیشرفت ارتباطات

  • کاهش تمرکزمکانی در مراحل تشخیصی- درمانی

  • تمایل به ایجاد آرشیوهای تصاویر پزشکی


Dicom

Multiple integration

Hospital Information System (HIS)

Radiological

Information

System (RIS)

Booking

Hospital Area Network

Medical report

Picture Archive

Computer System

(PACS)

Clinical modalities (TC, MR, CR...)


Dicom

Storage, Query/Retrieve,

Study Component

LiteBox

MAGN

ETOM

Print Management

Query/Retrieve

Results Management

Media Exchange

Information Management System

  • در امریکا DICOM

  • در اروپا CEN TC251

  • در ژاپن JIRA


D igital i maging and co mmunications in m edicine dicom

Digital Imaging and Communications inMedicine (DICOM)

  • استاندارد دایکام از همکاری کالج رادیولوژی امریکا (ACR ) و National Electrical Manufacturers Association (NEMA) بدست امد وسپس توسط کالج قلب شناسی امریکا مورد پذیرش قرار گرفت


Dicom

تاریخچه

  • ACR-NEMA designated &published version 1.0. in 1985

  • followed by two revisions: No. 1, dated October 1986 and No. 2, dated January 1988.

  • ACR-NEMA designated& published version 2.0. in 1988


Dicom

ويژگيهاي استاندارد دایکام

  • فايل دايكام ابزاري را براي هماهنگي با شبكه در اختيار ما مي گذارد تا نقل و انتقال فايل با سرعت و امنيت بيشتري بر قرار شود .

  • پشتيباني از ابزار OFF-LINE

  • تقاضا و پاسخ دهي بين دو سيستم كاملا مشخص است

  • سطوح مختلف كيفيت را مشخص مي سازد

  • ساخت يافته و چند بخشي است

  • توانايي انتقال شكل موج ، گزارشات ، اطلاعات حياتي علاوه بر تصوير


These standards publications specified

These Standards Publications specified :

  • a hardware interface

    a minimum set of software commands

  • a consistent set of data formats


Dicom

آشنایی با فرمت دایکام

  • این استاندارد در 18 بند در سایت نما (www.nema.org ) موجود است

  • برای ذخیره -جابجایی و باز یابی تصاویر ثابت یا متحرک پزشکی بهینه شده است

  • ابزارهای فراوانی جهت آرشیو و انتقال تصاویر را در اختیاراپراتور قرار میدهد


Dicom

بخشهاي مختلف استاندارد دايكام


Dicom

توضیح قسمتهای 18 گانه

PS 3.1 Introduction and Overview

PS 3.2 Conformance

PS 3.3 Information Object Definitions

PS 3.4 Service Class Specifications


Dicom

توضیح قسمتهای 18 گانه

PS 3.5 Data Structures and Encoding


Dicom

ساختار یک فایل دایکام

فایل دایکام شامل دو بخش است برای همین درون فایل- ست انرا sop یا(service object pair ) صدا می زنند


Dicom

Data Dictionary

DIMSE Service Element

Information Object

SOP


Dicom file meta information header

DICOM File Meta Information (header)

  • هدف از هدرفراهم اوردن اطلاعات لازم برای باز یابی دیتای مطلوب از data set است.

  • هدر از 128 بایت

  • تشکیل شده است


Data set

data-set

  • یک دیتا-ست از المانهای دیتا تشکیل شده است .


Dicom

ادامه توضیح قسمتهای 18 گانه

PS 3.6 Data Dictionary

PS 3.7 Message Exchange


Dicom

ادامه توضیح قسمتهای 18 گانه

PS 3.8 Network Communication Support for Message Exchange


Dicom

ادامه توضیح قسمتهای 18 گانه

PS 3.9 Retired (Point-to-Point Communication Support for Message Exchange)


Dicom

ادامه توضیح قسمتهای 18 گانه

PS 3.10 Media Storage and File Format for Data Interchange

PS 3.11 Media Storage Application Profiles


Dicom

ادامه توضیح قسمتهای 18 گانه

PS 3.12 Media Formats and Physical Media for Data Interchange


Dicom

ادامه توضیح قسمتهای 18 گانه

PS 3.13 Retired (Print Management Point-to-Point Communication Support)

printer


Dicom

ادامه توضیح قسمتهای 18 گانه

PS 3.14 Grayscale Display Function Standard

PS 3.15 Security and Configuration Management Profiles


Dicom

ادامه توضیح قسمتهای 18 گانه

PS 3.16 Content Mapping Resource

PS 3.17 Explanatory Information


Dicom

ادامه توضیح قسمتهای 18 گانه

PS 3.18 Web Access to DICOM Persistent Objects (WADO)


Dicom

پیشنهادات:

  • در هنگام خرید دستگاههای تصویرگر پزشکی قابلیت انطباق دستگاه با استاندارد جهانی (DICOM) برسی شود

  • تلاش بیشتر جهت معرفی استاندارد به مسئولین

  • طراحی آرشیوهای تصاویر پزشکی در مراکز پزشکی منطبق بر استاندارد که می تواند در جهت کارهای تحقیقی بسیار مفید باشد


Dicom

مراجع

-اصول سيستم هاي تصوير گر پزشكي

-پردازش رقمي تصاوير

www.nema.org

www.dclunie.com

http://dicom.offis.de


  • Login