vol. 5 5/2016 Inżynier i Fizyk Medyczny
234
radiologia
\
radiology
artykuł naukowy
\
scientific paper
Automatyczne wyodrębnienie
obszaru wątroby
Aby przeprowadzić komputerową symulację operacji należy
w pierwszej kolejności wyodrębnić organy, które mają podlegać
zabiegowi. Tradycyjnie obszar wątroby jest wyodrębniany przez
ręczne wytyczenie konturów wątroby dla warstwy obrazów TK.
Następnie dokonuje się wyodrębnienia żył wątrobowych i żyły
wrotnej z wykorzystaniem różnic w wartościach HU (jednostek
Hounsfielda) dla poszczególnych tkanek obszarów istotnych dla
danej operacji oraz analizy obrazów TK, na których żyły kontra-
stują z miąższemwątroby. Każde naczynie krwionośne jest wyod-
rębniane przy wykorzystaniu określonych wartości progowych.
Zakładamy jednak, że zastosowanie tych metod może prowadzić
do wystąpienia następujących problemów: znaczne rozbieżności
wwynikach zależnie od działania użytkownika, trudności wwyod-
rębnieniu naczyń krwionośnych spowodowane różnym zakontra-
stowaniem tkanek w poszczególnych badaniach
oraz różnice w opóźnieniu kontrastu w poszczególnych fazach.
Z pewnością te problemy mogą ostatecznie wpłynąć na dokład-
ność wyników przedoperacyjnych symulacji poszczególnych
pacjentów. Dążąc do ich rozwiązania, firma Fujifilm opracowała
szybki i precyzyjny algorytm przetwarzania obrazu, który wyko-
rzystuje metodę rozpoznawania obrazów – „Image Intelligence”
[1] wywodzącą się z technologii rozpoznawania twarzy w apara-
tach cyfrowych. Przykładowo, wyodrębniając wybrany obszar
(wątroby, żyły wrotnej czy innych żył w obrębie wątroby), istnieje
potrzeba rozróżnienia obszarów wyodrębnionego od niewyod-
rębnionego poprzez wyznaczenie konturów. Kontury są określa-
ne za pomocą obrazu różnicującego rozkład koncentracji (war-
tość w pikselach) pomiędzy obszarami. Jak wcześniej wskazano,
podczas gdy dość powszechnie stosuje się wartości progowe
pikseli jako wartości krawędzi, wyodrębnianie obszarów opar-
te wyłącznie na przetwarzaniu wartości progowych pociąga za
sobą zakłócenia obrazu oraz kontrastu pikseli. Często wartości
progowe nie pozwalają na otrzymanie jednolitego rezultatu koń-
cowego. Algorytm firmy Fujifilm minimalizuje efekt przypadko-
wości w procesie wyodrębniania. Modele kształtu i powierzchni
są uprzednio analizowane i porównywane z obrazami, które mają
być automatycznie wyodrębnione. W porównaniu z wyodręb-
nionymi obrazami pozyskiwanymi wyłącznie na podstawie prze-
twarzania wartości progowych, jesteśmy w stanie przeprowadzić
dokładne i precyzyjne lokalne wyodrębnienia obrazów niezależ-
nie od użytkowników oraz pozyskać obrazy charakteryzujące się
zróżnicowanym rozłożeniem koncentracji (Rys. 1).
Elastyczne dopasowanie obrazu
pomiędzy obrazami wielofazowymi
Aplikacja do Analizy Wątroby (Liver Analysis) wykorzystuje ob-
razy wielofazowe zebrane w procesie badania dynamicznego
TK w celu otrzymania optymalnego zakontrastowania każdego
naczynia krwionośnego. Obrazy pozyskiwane są w etapach: faza
tętnicza, wczesna faza żyły wrotnej, późna faza żyły wrotnej oraz
Rys. 1
. Obrazy wątroby, żyły wrotnej oraz żył wątrobowych wyodrębnione za pomocą technologii generowania obrazu „Image Intelligence”; (a), (b), (c) – żyła wrotna; (d),
(e), (f) – żyły wątrobowe
