jak informatyka pomaga nam zajrze do wn trza ludzkiego cia a n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Jak informatyka pomaga nam zajrzeć do wnętrza ludzkiego ciała PowerPoint Presentation
Download Presentation
Jak informatyka pomaga nam zajrzeć do wnętrza ludzkiego ciała

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 48

Jak informatyka pomaga nam zajrzeć do wnętrza ludzkiego ciała - PowerPoint PPT Presentation


  • 125 Views
  • Uploaded on

Jak informatyka pomaga nam zajrzeć do wnętrza ludzkiego ciała. Ryszard Tadeusiewicz AGH. Komputery są dziś powszechnie stosowane do przechowywania, przetwarzania i przesyłania także obrazów.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Jak informatyka pomaga nam zajrzeć do wnętrza ludzkiego ciała' - erasto


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
jak informatyka pomaga nam zajrze do wn trza ludzkiego cia a

Jak informatyka pomaga nam zajrzeć do wnętrza ludzkiego ciała

Ryszard TadeusiewiczAGH

informatyka +

komputery s dzi powszechnie stosowane do przechowywania przetwarzania i przesy ania tak e obraz w

Komputery są dziś powszechnie stosowane do przechowywania, przetwarzania i przesyłania także obrazów.

Napisano „także”, bo obraz nie jest naturalnym obiektem, którym komputer może się posługiwać ze względu na swoją budowę i pierwotne przeznaczenie.

Komputery miały operować tylko liczbami i do tego przystosowany jest ich element przetwarzający informacje (mikroprocesor), pamięć oraz urządzenia komunikacyjne.

informatyka +

slide3

To, że dzisiaj komputery pozwalają nam pisać teksty albo odtwarzać muzykę – to wynika z faktu, że nauczono się teksty i sygnały (na przykład dźwięki) zamieniać na serie liczb. Komputer operuje liczbami, a my widzimy litery na ekranie albo słyszymy ulubioną melodię.

informatyka +

slide4

W taki sam sposób udało się oswoić komputery z obrazami, które też zamieniamy na liczby, a zbiorowość tych liczb po odpowiednim przedstawieniu może być podziwiana jako rysunek albo cyfrowe zdjęcie.

informatyka +

slide5

W systemie komputerowym obraz jest zawsze reprezentowany w formie próbkowanej (to znaczy jasność albo barwa są podawane tylko w niektórych punktach) oraz skwantowanej (czyli jego jasność oraz barwa może przyjmować wyłącznie niektóre, z góry zadane wartości).

informatyka +

por wnanie obrazu analogowego i cyfrowego celowo bardzo niedoskona ego
Porównanie obrazu analogowego i cyfrowego (celowo bardzo niedoskonałego)

fotografia analogowa

fotografia cyfrowa

informatyka +

slide7
Przy każdej cyfrowej reprezentacji obrazu jego powierzchnia dzielona jest na rozłączne obszary, zwane pikselami.

informatyka +

slide8

Przy pikselach kwadratowych lub prostokątnych podczas operacji wykonywanych na obrazie przez komputer jest problem. Dystans od pikseli sąsiednich zależy od tego, czy jest mierzony w pionie (lub poziomie) czy po przekątnych.

informatyka +

slide9
W użyciu jest więc także niekiedy podział obrazu (raster) przy którym każdy piksel jest heksagonalny (sześciokątny)

Teoretyczne kształty pikseli

Praktyczna matryca sześciokątnych pikseli

informatyka +

kilka szczeg w na temat cyfrowej reprezentacji obraz w
Kilka szczegółów na temat cyfrowej reprezentacji obrazów

Wyróżniamy trzy typy obrazów cyfrowych: a) binarny, b) szary, c) kolorowy

informatyka +

wygl d oraz spos b kodowania w pami ci komputera obrazu binarnego przedstawia rysunek
Wygląd oraz sposób kodowania w pamięci komputera obrazu binarnego przedstawia rysunek.

informatyka +

przy cyfrowej reprezentacji obrazu szarego najcz ciej przeznacza si jeden bajt na jeden piksel
Przy cyfrowej reprezentacji obrazu szarego najczęściej przeznacza się jeden bajt na jeden piksel.

informatyka +

slide13

Przy cyfrowej reprezentacji obrazów kolorowych trzeba w istocie zapamiętać nie jeden, ale trzy obrazy dla trzech podstawowych składowych barwnych: RGB.

informatyka +

slide14
Zaletą cyfrowej reprezentacji obrazów jest to, że obrazy przedstawione cyfrowo można niezwykle sprawnie przetwarzać.

informatyka +

przejdziemy teraz do zagadnie wykorzystania komputerowych zdolno ci manipulowania obrazami
Przejdziemy teraz do zagadnień wykorzystania komputerowych zdolności manipulowania obrazami.

informatyka +

slide16
Komputery wykorzystują swoją zdolność zamieniania zbiorów liczb na obrazy między innymi w obszarach grafiki komputerowej

informatyka +

komputerowe przetwarzanie obraz w stosowane jest te do cyfrowej obr bki zdj i film w nagra wideo
Komputerowe przetwarzanie obrazów stosowane jest też do cyfrowej obróbki zdjęć i filmów (nagrań wideo)

informatyka +

slide19

Jak obrazy mogą też być przedstawione sygnały z wnętrza ludzkiego ciała – i w ten sposób widzimy, jak są zbudowane i jak działają nasze narządy.

informatyka +

dlaczego wspomagane komputerowo metody obrazowania medycznego s takie wa ne
Dlaczego wspomagane komputerowo metody obrazowania medycznego są takie ważne?

informatyka +

dawniej kontakt lekarza z organizmem pacjenta ko czy si na powierzchni sk ry
Dawniej kontakt lekarza z organizmem pacjenta kończył się na powierzchni skóry.

Na tej podstawie usiłował wyobrazić sobie budowę i działanie narządów

Lekarz prowadził badania, które pozwalały wnioskować o budowie i działaniu narządów

informatyka +

slide22

Żądni wiedzy naukowcy i lekarze prowadzili tysiące sekcji zwłok dla zbadania, jak wygląda i jak funkcjonuje ten niewiarygodnie wspaniały mechanizm, jakim jest ciało człowieka.

informatyka +

slide23

Lekarze usiłowali poznać (zobaczyć!) wnętrze ciała człowieka, ale tylko w wyjątkowych przypadkach było to możliwe w odniesieniu do działających narządów żywych ludzi. Rysunek pokazuje taką właśnie wyjątkową sytuację.

informatyka +

oraz to co mo e zobaczy z pomoc komputera wsp czesny anatom
...oraz to, co może zobaczyć z pomocą komputera współczesny anatom.

informatyka +

slide27

Osoby, które słyszały coś o metodach pozyskiwania obrazów narządów wewnątrz ciała człowieka, ale słyszały mało, mogą twierdzić, że rola informatyki nie jest tu taka ważna, bo najważniejsze odkrycia zrobili fizycy.Jest to jednak prawda wysoce niepełna.

informatyka +

istotnie jako pierwszy wn trze cia a ywego cz owieka zobaczy wilhelm c r ntgen odkrywca promieni x
Istotnie, jako pierwszy wnętrze ciała żywego człowieka zobaczył Wilhelm C. Röntgen, odkrywca promieni X.

Pracownia, w której dokonano historycznego odkrycia

informatyka +

slide29

Jednak samo zastosowanie metody fizycznej, odkrytej przez Roentgena, dostarcza obrazów o bardzo złej jakości, często trudnych do interpretacji i z tego powodu mniej przydatnych w medycynie. Dopiero zastosowanie komputerowej obróbki obrazu spowodowało, że obraz z aparatu rentgenowskiego stał się prawie tak samo czytelny, jak ilustracja w atlasie anatomicznym.

informatyka +

slide30

Poniżej przedstawiono dwukrotnie ten sam obiekt anatomiczny (rękę kobiety z obrączką) – uzyskany metodami fizycznymi (po lewej) i udoskonalony komputerowo (po prawej).

informatyka +

polepszenie obrazu rentgenowskiego z wykorzystaniem komputera mo e mie decyduj ce znaczenie
Polepszenie obrazu rentgenowskiego z wykorzystaniem komputera może mieć decydujące znaczenie

informatyka +

slide32
Jeszcze jeden przykład z tej samej serii: obrazy mammograficzne w postaci oryginalnej oraz komputerowo poprawionej.

informatyka +

jak bardzo wa na jest jako zobrazowania medycznego pokazuje przyk ad
Jak bardzo ważna jest jakość zobrazowania medycznego pokazuje przykład.

Badanie zroku 1996, diagnoza: brak zmian

Badanie tej samej pacjentki z roku 1998,stwierdzona obecność nowotworu

informatyka +

slide34

W kontekście ostatniego omawianego tu przykładu interesująca jest możliwość automatycznego rozpoznawania obrazów medycznych przez komputer.

informatyka +

o tym wszystkim mo na poczyta w popularnej mo liwej do czytania przez uczni w szk rednich ksi ce
O tym wszystkim można poczytać w popularnej (możliwej do czytania przez uczniów szkół średnich!) książce:

informatyka +

slide36

Angażowanie komputerów także do automatycznej interpretacji obrazów medycznych, a nie tylko ich ulepszonej prezentacji (ulepszonej w stosunku do oryginalnego obrazu uzyskanego za pomocą przenikających ciało pacjenta promieni X) uzasadnione jest jeszcze jedną okolicznością. Otóż komputer może widzieć na obrazie medycznym znacznie więcej, niż człowiek!

informatyka +

eby to wyja ni przypomnijmy jak dzia a aparat rentgenowski
Żeby to wyjaśnić, przypomnijmy, jak działa aparat rentgenowski

Promieniowanie rentgenowskie wytwarzane jest w specjalnej lampie

Promieniowanie lampy kierowane jest do wnętrza ciała pacjenta, a jego natężenie jest mierzone po drugiej

stronie przez specjalne detektory.

specjalne detektory

Detektorów jest dużo, bo każdy z nich tworzy jeden piksel cyfrowego obrazu rentgenowskiego.

Obserwowane w detektorach zmniejszenie natężenia promieniowania zależy od stopnia jego pochłaniania w tkankach.

informatyka +

stopie poch aniania promieniowania rentgenowskiego okre la tzw skala hounsfielda
Stopień pochłaniania promieniowania rentgenowskiego określa tzw. skala Hounsfielda

informatyka +

slide39

Na zdjęciach rentgenowskich skala bywa jeszcze szersza, bo bywają na nim ujawniane także obiekty metalowe, których zdolność pochłaniania sięga nawet 4000 jednostek Hounsfielda

informatyka +

slide40

Doskonałość współczesnej techniki rentgenowskiej jest jednocześnie źródłem problemu: na zdjęciu rentgenowskim możliwe jest wyróżnienie 5000 różnych poziomów jasności. Tymczasem człowiek rozróżnia wzrokiem najwyżej 60 poziomów szarości!

informatyka +

slide41

Prezentacja obrazu rentgenowskiego z pomocą wybieranych okien w skali jednostek Hounsfielda przedstawianych w dostępnej dla człowieka skali szarości

informatyka +

wizualizacja tego samego obrazu rentgenowskiego w zale no ci od dobranych parametr w okna
Wizualizacja tego samego obrazu rentgenowskiego w zależności od dobranych parametrów okna
najnowsze systemy tego typu cz w sobie elementy analizy obrazu i grafiki komputerowej
Najnowsze systemy tego typu łączą w sobie elementy analizy obrazu i grafiki komputerowej

informatyka +

slide45

W tym wykładzie skupiono uwagę na jednej tylko metodzie obrazowania medycznego (klasycznej radiologii rentgenowskiej), pokazując, że także w przypadku tej ponad sto lat liczącej techniki obrazowania medycznego komputery znacząco polepszają możliwości penetracji wnętrza ciała człowieka dla potrzeb nowoczesnej diagnostyki i terapii.

informatyka +

slide46

Nieporównaniu bogatsze i ciekawsze (ale i trudniejsze) są zastosowania komputerów w kontekście innych metod obrazowania medycznego, które tyko wymienimy:

informatyka +

slide47

 Tomografia komputerowa rentgenowska (CT) Metody magnetycznego rezonansu jądrowego (MRI) Tomografia emisji pozytronowej (PET)  Tomografia emisyjna pojedynczych fotonów (SPECT)  Obrazowanie radioizotopowe  Termowizja medyczna  Ultrasonografia

informatyka +

slide48
Omówienie tych metod badawczych wraz ze wskazaniem roli komputera w każdym z tych badań musi być jednak przedmiotem oddzielnych wykładów.

informatyka +