Nghiên cứu và tìm hiểu về kỹ thuật xóa nền ảnh chụp mạch số trong máy chụp mạch

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU VÀ TÌM HIỂU VỀ KỸ THUẬT XÓA NỀN ẢNH CHỤP MẠCH SỐ TRONG MÁY CHỤP MẠCH CHUYÊN NGÀNH: XỬ LÝ THÔ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU VÀ TÌM HIỂU VỀ KỸ THUẬT XÓA NỀN ẢNH

CHỤP MẠCH SỐ TRONG MÁY CHỤP MẠCH

CHUYÊN NGÀNH: XỬ LÝ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

TRẦN TẤN DŨNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thị Hoàng Lan

Hà Nội, 2006

Tóm tắt luận văn

số trong máy chụp mạch"

Mục đích: Tìm hiểu về các thiết bị chẩn đoán hình ảnh và kỹ thuật xoá nền

ảnh chụp mạch số Đưa ra các giải pháp cải thiện ảnh chụp mạch trong máy chụp mạch

Nội dung luận văn:

Chương 1: Tìm hiểu về thiết bị chẩn đoán hình ảnh trong thiết bị y tế

Trong chương này đã trình bày về các ảnh cũng như các thiết bị chẩn

đoán hình ảnh trong lĩnh vực y tế Luận văn cũng đã nêu lên nhược điểm cũng như ưu điểm của từng loại thiết bị, từ đó có những cái nhìn tổng thể hơn về lĩnh vực thiết bị chẩn đoán hình ảnh

Chương II: Máy chụp mạch và kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số- DSA

Trong chương này đã trình bày về máy chụp mạch cũng như kỹ thuật xoá nền được ứng dụng trong máy chụp mạch

Chương III: Nghiên cứu và tìm hiểu các giải pháp cải thiện ảnh chụp mạch số trong máy chụp mạch

Trong chương này đã nêu lên các vấn đề gặp phải trong máy chụp mạch ứng dụng kỹ thuật xoá nền và các giải pháp khắc phục cũng như cải thiện ảnh trong máy chụp mạch

Đánh giá và hướng phát triển luận văn: Trong luận văn đã nêu ra các vấn

đề chủ yếu trong máy chụp mạch khi ứng dụng kỹ thuật xoá nền Các giải pháp đưa ra trong luận văn đã có một số ứng dụng vào thực tế và đã cho kết quả khả quan Tuy nhiên, hướng phát triển sau này của luận văn là tiếp tục đưa

ra các giải pháp cải thiện ảnh và đồng thời ứng dụng vào thực nghiệm để chất lượng ảnh chụp mạch ngày càng tốt hơn phục vụ cho khả năng thăm khám của máy chụp mạch

Từ khoá: Chụp mạch, xoá nền, cản quang, phép trừ, cử động

Summarize of Content

Name of Subject: " Research and learn about Digital Subtraction Angiography Technique"

Content:

Chapter1: Learn about Imaging Dianogstic Equipment

Chapter 2: Angiography and Digital Subtraction Angiography Technique Chapter 3: Research and learn about Imaging better Solution

Digital subtraction angiography (DSA) reconstructions and 3D Magnetic Resonance Angiography (MRA) are the modalities of choice for diagnosis of vascular diseases However, when it comes to treatment through an endovascular intervention, only two dimensional lower resolution information such as angiograms or fluoroscopic images are usually available Overlaying the pre-operative information from high resoluion acquisition onto the images acquired during intervention greatly helps physician in performing the operation We propose to register pre-operative DSA or MRS with intra-operative images to bring the two data sets into a single coordinate frame

Keywordl: Angiography, Subtraction, motion, register

Bộ giáo dục và đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội

-

luận văn thạc sĩ khoa học

Nghiên cứu và tìm hiểu về

kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số

trong máy chụp mạch

ngành: Xử lý thông tin và truyền thông m∙ số:

Trần tấn dũng

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS nguyễn thị hoàng lan

Hà Nội 2006

MỤC LỤC

§Ò môc Trang

Trang b×a

Lêi c¶m ¬n

môc lôc

Ch−¬ng 1: T×m hiÓu vÒ thiÕt bÞ chÈn ®o¸n h×nh

¶nh trong thiÕt bÞ y tÕ

5 1.1 Giíi thiÖu chung 5

1.2 Mét sè thiÕt bÞ chÈn ®o¸n h×nh ¶nh 7 1.2.1 M¸y X quang th−êng – Conventional X ray Equipment 7 1.2.1.1 Nguyªn lý 7

1.2.1.2 ¦u ®iÓm vµ nh−îc ®iÓm cña m¸y X quang th−êng 8

1.2.2 M¸y chôp c¾t líp ®iÖn to¸n – Computed Tomography Scanner 10 1.2.2.1 Nguyªn lý 10

1.2.2.2 −u ®iÓm vµ nh−îc ®iÓm cña m¸y c¾t líp ®iÖn to¸n 12

1.2.3 M¸y céng h−ëng tõ – Magnetic Resonance Imaging MRI 13 1.2.3.1 Nguyªn lý 13

1.2.3.2 −u ®iÓm vµ nh−îc ®iÓm cña m¸y céng h−ëng tõ 17

1.2.4 M¸y siªu ©m – Untrasound System 18

1.2.4.1 Nguyªn lý 18

1.2.3.2 −u ®iÓm vµ nh−îc ®iÓm cña m¸y siªu ©m 19

1.3 NhËn xÐt: 20

ch−¬ng II: M¸y chôp m¹ch vµ kü thuËt xo¸ nÒn ¶nh chôp m¹ch sè - DSA

21 2.1 M¸y chôp m¹ch (Angiography) 21

2.1.1 Giíi thiÖu m¸y chôp m¹ch 21

2.1.2 C¸c lo¹i thiÕt bÞ chôp m¹ch kh¸c cã sö dông kü thuËt xo¸ nÒn ¶nh sè

24 2.1.2.1 Chôp m¹ch c¾t líp ®iÖn to¸n ( Computed Tomography Angiography - CTA)

24

2.1.2.2 Chụp mạch cộng hưởng từ (Magnetic Resonance

Angiography MRA)

26 2.2 Tìm hiểu kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số - DSA 28

2.2.1 Phép trừ ảnh 28

2.2.2 Phép trừ tuyến tính ( Linear Subtraction) 29

2.2.3 Phép trừ loga 29

2.2.4 Nhận xét 30 Chương III: Nghiên cứu và tìm hiểu các giải pháp cải thiện ảnh chụp mạch số trong máy chụp mạch 31 3.1 Một số vấn đề cải thiện ảnh trong máy chụp mạch ứng dụng kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số: 31 3.1.1 Giải pháp không gian phân giải trong chụp mạch bằng phương pháp xoá nền 31 3.1.2 Nhiễu trong chụp mạch bằng phương pháp xoá nền 31

3.1.3 Nhiễu hệ thống trong chụp mạch bằng phương pháp xoá nền 33 3.1.4 Các phương pháp cải thiện đặc tính nhiễu 34

3.1.4.1 Việc di chuyển của các điểm sáng 34

3.1.4.2 Vai trò của độ mở video camera 35

3.1.4.3 Sự tích hợp ảnh 36

3.1.4.4 Lọc nhiễu nền 36

3.2 Sự điều chỉnh cử động phía sau trong kỹ thuật xoá nền DSA 37 3.2.1 Giới thiệu chung 37

3.2.2 Mạch cử động và các giải pháp có thể 38

3.2.3 Điều chỉnh cử động phía sau: bước khởi đầu 45

3.2.4 Hiệu chỉnh cử động phía sau: Các kỹ thuật 49

3.2.5 Nhận xét 60

3.2.6 Kết luận và đề xuất các giải pháp trong chụp mạch ứng dụng kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số để giảm các mạch cử động

71

Lời nói đầu

Ngày nay, cùng với sự phát triển như vũ bão của khoa học - công nghệ, các thiết bị y tế cũng tiến những bước dài, cho ra đời nhiều máy hiện đại, trợ giúp đắc lực cho các bác sĩ trong việc chẩn đoán và điều trị bệnh Các máy chẩn đoán hình ảnh trong lĩnh vực thiết bị y tế đóng một vai trò vô cùng quan trọng như: Máy X- quang thường quy, máy chụp cắt lớp điện toán, máy cộng hưởng từ hạt nhân, máy chụp mạch, máy siêu âm

Máy chụp mạch là một trong những thiết bị ứng dụng rất nhiều kỹ thuật tiên tiến, thực hiện được nhiều chức năng thăm khám và điều trị bệnh phức tạp

về tim và hệ mạch máu, giúp giảm thiểu việc phẫu thuật đối với bệnh nhân Trong máy chụp mạch thì hệ thống xử lý ảnh đóng một vai trò vô cùng quan trọng mà kỹ thuật Xoá nền ảnh chụp mạch số - DSA(Digital Subtraction Angiography) là xương sống của hệ thống Việc ứng dụng kỹ thuật Xoá nền

ảnh chụp mạch số là một bước tiến quyết định khả năng thăm khám đa dạng

và can thiệp chuẩn xác trong máy chụp mạch

ứng dụng và phát triển kỹ thuật Xoá nền ảnh chụp mạch số là cách khai thác tối đa khả năng chẩn đoán và điều trị của máy chụp mạch Chính vì vậy

mà em đã mạnh dạn chọn đề tài "Nghiên cứu và tìm hiểu về kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số trong máy chụp mạch" làm đề tài cho luận văn tốt

nghiệp của em, đây là kỹ thuật cơ bản hiện nay để chẩn đoán hình ảnh mạch máu Trên cơ sở nghiên cứu và tìm hiểu, luận văn sẽ tổng hợp tài liệu cũng như kinh nghiệm của nhiều chuyên gia trong lĩnh vực chẩn đoán hình ảnh mạch máu để đưa ra các nhận xét, đánh giá cũng như các giải pháp nhằm cải thiện ảnh chụp mạch và tìm hiểu ứng dụng kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số

để dựng ảnh 3D

Nội dung luận văn được trình bày bao gồm các chương sau:

trong thiết bị y tế

Chương 2: Máy chụp mạch và kỹ thuật xoá nền ảnh chụp mạch số

Chương 3:Nghiên cứu và tìm hiểu các giải pháp cải thiện ảnh chụp mạch

số và ứng dụng kỹ thuật xóa nền để dựng ảnh 3D trong máy chụp mạch

Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do còn hạn chế về kiến thức, tài liệu và do

đây là một kỹ thuật rất phức tạp nên đồ án của em vẫn còn nhiều thiếu sót Em

kính mong nhận được sự hướng dẫn, góp ý và chỉ bảo thêm của các thầy cô

giáo và các bạn để giúp em hoàn thiện đề tài này

Danh mục từ viết tắt sử dụng trong tiểu luận

Số

Danh mục cỏc hỡnh vẽ trong luận văn

Hỡnh 1.1 Ảnh chụp X quang thường 8

Hỡnh 1.2 Ảnh chụp nóo của mỏy cắt lớp 10

Hỡnh 1.3 Hỡnh học của ảnh hỡnh chiếu quột bằng tia X 11

Hỡnh 1.4 Trạng thỏi của cỏc hạt nhõn trong từ trường ngoài B o và sự hỡnh thành vectơ từ hoỏ M .14

Hỡnh 1.5 Trạng thỏi của vectơ từ hoỏ khi cú tỏc động của xung vụ tuyến .15

Hỡnh 1.6 Quỏ trỡnh đàn hồi 16

Hỡnh 1.7 Ảnh chụp vựng bụng của mỏy MRI 17

Hỡnh 1.8 Ảnh siờu õm vựng bụng của mỏy siờu õm 18

Hỡnh 2.1 Biểu đồ minh hoạ cho quá trình chụp mạch xoá nền 21

Hỡnh 2.2 Minh hoạ cho kỹ thuật DSA 22