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

2. عنوان سمینار :مقدمه اي بر دستگاههاي تصويرگر پزشكي واستاندارد DICOM اسامی تهیه کنندگان: آرش محمدی ابوذر طاهرخانی بهمن کوشا علیرضا اسدی محمد صادق زاده

3. 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

4. نقشه بيتي (Bitmap) چيست؟

6. مشخصه‌هاي تصويرهاي گرافيكي مبتني برBitmap 1. ابعاد 2. تفكيك‌پذيري(spi) 3. عمق بيتي 4. مدل رنگ

7. 1. ابعاد

8. 2. تفكيك‌پذيري(spi)

9. 3. عمق بيتي

10. 4. مدل رنگ

11. 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.

12. محاسبه حجم فايل

13. 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

14. 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

15. متراكم‌سازي • رمزگذاری طول سلسله

16. متراكم‌سازي • روش متراکم سازی LWZ

17. 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

18. 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

19. 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

20. 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 . . .

21. قالب‌بندي PNG - اين قالب‌بندي شبيه GIF مي‌باشد. - فشرده‌سازي بدون كاهش داده‌ها (وب) - قدرتمندتر از GIF - خيلي از برنامه‌هاي مرورگر از آن پشتيباني نمي‌كنند.

22. قالب‌بندي Flash pix (1996) - بدون بارگذاري تصوير به هر تفكيك‌پذيري موردنظر رسيد.

23. 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

24. قالب‌بندي‌هاي منسوخ شده ويندوز PCX- - BMP - CGM - WMF

26. 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

27. 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

28. 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

29. Tungsten Target Electrons Anode Evacuated Envelope Cathode (heated tungsten filament) لامپ اشعه X

30. اشعه X • اجزای دیگر برای تصویر برداری: • فیلترها • شبکه ها • صفحات تشدید کننده • آشکار سازهای اشعه X

31. 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

32. 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

33. مقطع نگاری کامپیوتری(CT) • ارائه توسط آلن کرماک در 1963 • تار و مبهم کردن ساختارهای ناخواسته • تصویرگیری از یک صفحه خاص

35. 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.

36. Grayscale Ultrasound Image of a pancreatic tumor

37. 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)

38. 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

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

40. تصویر گیری هسته ای image of patient diagnosed with prostate cancer

41. 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

42. 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)

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

44. Picture of MRI

45. 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

46. 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

47. MRI • 2-تغییر انتخابی جهت بردار مغناطیسی • فرکانس لارمور • میدان مغناطیسی RF • مختصات دوار

48. MRI • 3- زمانهای آرامش • T1( Spin-lattice relaxation time ) Mz = Mo ( 1 - e-t/T1 )  • T2 (Spin-spin relaxation time)

49. عوامل موثر در پیدایش استاندارد تصاویر • پیشرفت دستگاههای تصویر گر • پیشرفت ارتباطات • کاهش تمرکزمکانی در مراحل تشخیصی- درمانی • تمایل به ایجاد آرشیوهای تصاویر پزشکی

50. 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...)