Page 65 - IFM_201304

Inżynier i Fizyk Medyczny 4/2013 vol. 2

artykuł naukowy

/

scientific paper

225

ultrasonografia

/

ultrasound

staranności w określeniu położenia tych punktów w interpretowa-

nym obrazie. Również lokalizacja (oznaczenie) i wizualne rozpoznanie

warstw, które nie jest oczywiste dla obrazu rozmytego obiektowo, de-

cydują o dokładności takich pomiarów liniowych. Inne zniekształcenia

transformacji rzutu w obraz dwuwymiarowy powodowane aberracjami

fal mogą także zmieniać kształty warstw, prowadząc także do pogor-

szenia dokładności pomiarów.

W analizie warstwowej skóry w obrazie ultrasonograficznym nie-

które struktury SLEB lub naskórka mogą być bardzo cienkie, nawet

przy ustaleniu odpowiedniej skali przeliczenia. Subiektywność wyboru

charakterystycznych punktów i linii przy niejednoznacznym do inter-

pretacji obrazie pikselowym stwarza trudność i powoduje możliwość

pomyłek (Rys. 4).

Rys. 4

Pomiary grubości echa od naskórka i SLEB na obrazach ultrasono-

graficznych wysokich częstotliwości – Episcan z głowicą 50 MHz, A) pomiar

echa od naskórka, B) pomiar SLEB

Problemy z wyodrębnianiem danej struktury warstwowej przy jej

nieciągłości w obrazie wynikają również z tego, iż czasem nie można

dokładnie określić, na jakiej głębokości kończy się lub zaczyna kolejna

warstwa. Przy pomiarze górnej i dolnej warstwy skóry właściwej moż-

na napotkać obrazy, dla których obie warstwy nie różnią się od siebie

na tyle, aby można było je dokładnie rozdzielić. Dla niektórych obra-

zów istnieją bezpośrednie trudności w lokalizacji punktów, pomiędzy

którymi dokonuje się pomiaru odległości. W analizie maszynowej wy-

magane jest jednak zdefiniowanie położenia punktów według jedno-

znacznych kryteriów, comoże pociągać za sobąwyznaczenie punktów–

znakowanie ich lokalizacji przez eksperta (półautomatycznie).

Pomiary pola powierzchni

Pomiar pola powierzchni dokonuje się na obrazie statycznym, definiu-

jąc położenia zamkniętego obwodu (Rys. 5).

W najprostszym przypadku może to być prostokąt, choć należy

uwzględniać różnice w pomiarze pola wynikające z krzywoliniowego

charakteru warstw. Dowolna ciągła krzywa, uzyskana za pomocą ręcz-

nego zaznaczenia lub działania odpowiedniego algorytmu, pozwala

oznaczyć obszar do pomiaru żądanego pola powierzchni. Łatwość wy-

konania takiego pomiaru wynika z procesu zliczenia automatycznego

liczby pikseli wewnątrz zamkniętego brzegiem obszaru. Jeśli wynik ma

być podany w jednostkach powierzchni (milimetry kwadratowe), przeli-

czasięgo,uwzględniającróżneskalowaniedlaobuosi.Ręcznezaznacze-

nie takiego obwodu (brzegu) do pomiaru pola jest pewną wadą z uwagi

na dłuższy czas i konieczność zachowania precyzji wyznaczenia. Umoż-

liwia ono jednak w części przypadków dokładniejsze wyznaczenia tego

obszaru (według oceny wizualnej eksperta), jeśli algorytmy wyznaczają-

ce brzeg obiektu bazują na modelu odcinkowym wpisanego wewnątrz

wielokąta (np. metodą Simpsona). Stosowanie dla obrazów skóry typo-

wychrodzajówsegmentacjiprogowej luboperatorówkra-

wędziowych i brzegowych prowadzi do uzyskania niecią-

głych brzegów. Dokładniejsze algorytmy opierające się na

metodach segmentacji rozrostowej lub działów wodnych

nie mają takich wad niedokładności określenia ciągłego

brzegu. Bazują one na modelach odcinkowych krzywo-

liniowych (krzywe wyższych rzędów), uwzględniających

ciągłość na styku odcinków lub modelach aktywnych konturów (tzw.

węża) powszechniewykorzystywanychwzagadnieniach rozpoznawania

obiektów omiękko zdefiniowanych brzegach [6, 7].

Zastosowanie diagnostyczne wyniku pomiaru pola powierzchni po-

zwala na ocenę wielkości zmiany ogniskowej w skórze poprzez wartość

jej pola lub obliczenia pola powierzchni przekroju naczynia w celumoni-

torowania skuteczności laserowego zamykania naczyń. Obliczaniewiel-

kości i grubości pasm tkanki podskórnej wrastających w skórę właściwą

przy cellulicie również odbywa się za pomocą metod obliczenia pola

powierzchni przekroju poprzecznego.

Echogeniczność

Echogeniczność jako podstawowy parametr umożliwiający obrazowa-

nie przenosi informacje o właściwościach tkanek i jej twardości aku-

stycznej. Mniejsza wartość echa (wizualizowana jako piksele o niewiel-

kiej wartości) wskazuje na strukturę zawierającą więcej wody. Twardsze

warstwowe struktury o charakterze zwłókniałym odbijają sygnał

bardziej, przez co są wizualizowane jaśniej. W odniesieniu do badania

skóry sygnałem akustycznym dużej częstotliwości w ultrasonografii

jest poziom echogeniczności, który pozwala wizualizować stan i zmiany

jej nawodnienia, faktyczny wzrost ilości kolagenu (Rys. 6). Wizualizacja

pola echa poprzez jasność zależną od echogeniczności

pozwala sprawdzić eksperymentalnie, czy właściwie

usunięto zmianę ogniskową lub podobne zagęszczenia

i twory podskórne.

Wartości echogeniczności dla zadanego obszaru lub

warstwy zazwyczaj przyjmuje się jako sumę liczby pikseli

zawartych w zaznaczonym tzw. obszarze zainteresowa-

nia ROI (

Region of Interest

). Oznaczenie obszaru ROI może

odbywać się ręcznie przez badacza (eksperta) lub auto-

matycznie na podstawie algorytmu określania obszaru,

podobnie jak opisano przy pomiarze pola powierzchni.

Rys. 5

. Pomiar pola powierzchni na obrazie ultrasonograficznym wysokich częstotliwości, A) pomiar

pasma tkanki podskórnej wrastającego w skórę właściwą charakterystycznego przy cellulicie (Epi-

scan 50 MHz), B) pomiar brodawki (Derma View 48 MHz)

Page 65 - IFM_201304_vB 150 dpi