Khái niệm Giả ảnh kim loại Metal Artifact là hiện tượng gây ra bởi các vật liệu kim loại có trong người bệnh nhân khi thực hiện chụp cắt lớp vi tính CT, hình ảnh bị nhiễu có nhữngvùng sá
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
- -TIỂU LUẬN MÔN XỬ LÝ ẢNH
GIẢM GIẢ ẢNH KIM LOẠI
Trang 22 NỘI DUNG BÁO CÁO
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT GIẢM GIẢ ẢNH KIM LOẠI
CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN
Trang 3CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
3 1 Khái niệm
Giả ảnh kim loại (Metal Artifact) là hiện tượng gây ra bởi các vật liệu kim loại có trong người bệnh nhân khi thực hiện chụp cắt lớp vi tính (CT), hình ảnh bị nhiễu có nhữngvùng sáng, tối hoặc mất hình ảnh cục bộ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng hình ảnh thu được và làm ảnh hưởng đến kết quả chẩn đoán
Hình 1 Ảnh nhiễu kim loại trong ảnh chụp cắt lớp CT vùng bụng với tâm thất trái được cáy thiết bị hỗ trợ [2].
Trang 4CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
4 1 Khái niệm
Hiệu ứng làm cứng chùm tia: khi năng lượng trung bình của chùm tia tăng (“cứng”) bởi vì các photon năng lượng thấp bị hấp thụ bới vật liệu kim loại
Hiệu ứng tán xạ: sự suy giảm theo tán xạ Compton, làm thay đổi đường đi của tia X và làm cho các photon truyền đi đập vào các đầu đò ghi nhận (detector) lệch khỏi tâm của tia tới.Hiệu ứng nhiễu: Thông lượng photon được ghi nhận bởi các detetor của CT theo phân bố Poisson, nên các số đếm photon thấp sẽ dẫn đến sai số thống kê tương đối cao
Hiệu ứng thể tích cục bộ phi tuyến tính (NLPV): khi cạnh của
một vật thể kim loại nằm giữa các đường chiếu, gây ra sự biếnthiên hệ số suy giảm tuyến tính vuông góc với hướng truyềntia X
Trang 5CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT GIẢM GIẢ ẢNH KIM
LOẠI
5 2.1 Tối ưu hoá vật liệu cấy ghép
Thay thế các vật liệu cấy ghép trong bệnh nhân thành các vậtliệu cấy ghép khác trong từng trường hợp [2]
Nhựa, xi măng sinh học hoặc những vật liệu Poly MethylMethacrylate (PMMA)…
Nẹp cố định hay vít định hình thì các nhà nghiên cứu đã bắtđầu tiếp cận với hướng kiểm tra các đặc tính của các vật liệukim loại khác nhau như titan, thép không gỉ, vitallium,…
Hình 2 Ảnh
CT được gắn các thanh thép không gỉ 5,5
mm (trái), titan 4,5 mm (giữa) và vitallium 4,5
mm (phải) [1]
Trang 6CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT GIẢM GIẢ ẢNH KIM LOẠI
6 2.1 Tối ưu hoá vật liệu cấy ghép
Hình 3 Ảnh CT thu được từ nhóm nguyên cứu của Weese khi quét phantom có chứa các ghim phẫu thuật lần lượt là thép không gỉ (SS), tantalum (TA), titanium (Ti) và nhựa (Pl) [6]
Trang 7CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT GIẢM GIẢ ẢNH KIM
LOẠI
7 2.2 Cải thiện đầu vào
2.2.1 Thay đổi thông số chụp
Thay đổi góc quét và tư thế bệnh
Trang 8CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT GIẢM GIẢ ẢNH KIM
8
LOẠI
2.2 Cải thiện đầu vào
2.2.1 Thay đổi thông số chụp
Bảng 1 So sánh khi thay đổi thông số chụp [1]
Mở rộng cửa sổ CT
Trang 9CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT GIẢM GIẢ ẢNH KIM
Trang 10CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT GIẢM GIẢ ẢNH KIM
Hình 6 Kết quả tái tạo của một phantom nha khoa chứa một răng với miếng trám kim loại hình tròn [1]
SPIR: Spectral-Driven Iterative Reconstruction
IR: Iterative Reconstruction
Trang 11CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT GIẢM GIẢ ẢNH KIM
LOẠI
11 2.3 Tiền xử lý dựa trên vật lý
2.3.1 Giảm nhiễu
Mô hình hoá nhiễu cục bộ bằng mô hình thích ứng.
Áp dụng các bộ lọc từ thực nghiệm vào trong lâm sàng
Các bộ lộc được nghiên cứu với các phương pháp tiếp cận khác nhau:
• ART (Algebraic Reconstruction Technique),
• IFS (Iterative Frequency Split–Normalized),
• LI-MAR (Linear Interpolation Metal Artifact Reduction)
• …
Trang 12CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT GIẢM GIẢ ẢNH KIM
Hiệu chỉnh tán xạ và cứng chùm tia tương thích với thực tế
Nội suy tuyến tính các phép chiếu bị lỗi do giả ảnh kim loại
Hình 8 Hình ảnh CT gốc và qua hiệu chỉnh cứng chum tia của một
bệnh nhân có cột sống được cấy ghép vật liệu titan [1]
Trang 13CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT GIẢM GIẢ ẢNH KIM
LOẠI
13 2.4 Chiếu ảnh hoàn chỉnh
2.4.1 Nội suy
Tạo nên bộ dữ liệu đồ thị Sinogram mới từ phép chiếu vùng lân cận hoặc
mô hình toán học tương đương sau khi chiếu để giảm giả ảnh.
Hình 9 Ảnh thuật toán và kết quả minh hoạ thu được [9]
Trang 14CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT GIẢM GIẢ ẢNH KIM
Trang 15CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT GIẢM GIẢ ẢNH KIM
Ứng dụng nguồn dữ liệu ảnh CT đa dạng về vật thể kim loại trong phẫu
thuật để mô hình hoá chính xác hơn ảnh vật thể và ước tính dữ liệu ảnh
chiếu
Trang 16CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT GIẢM GIẢ ẢNH KIM LOẠI
16 2.5 Dựng ảnh cấu trúc
Hình 11 Ảnh minh hoạ phương pháp áp dụng cho đinh vít [1]
Trang 17CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT GIẢM GIẢ ẢNH KIM
Hình 12 Ảnh CT xương chậu có cấy ghép coban- chrome với các phương pháp MAR khác nhau [1]
Trang 18CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN
18
Các hướng nghiên cứu về MAR được phân loại thành sáu
nhóm kỹ thuật chính: tối ưu hóa các vật liệu cấy ghép, cải
thiện đầu vào, tiền xử lý dựa trên tác động vật lý, chiếu ảnh hoàn chỉnh, dựng ảnh cấu trúc và hậu xử lý hình ảnh
Có nhiều trường hợp các kỹ thuật MAR độc lập với nhau hoặccũng có những trường hợp các kỹ thuật MAR hỗ trợ cho nhau
để có thể đưa ra một kết quả hình ảnh tốt nhất, đảm bảo chất lượng hình ảnh ở trạng thái rõ nét nhất và có giá trị về mặt
chẩn đoán lâm sàng
Vẫn còn tồn tại nhiều thách thức lớn cho kỹ thuật MAR trong
vật liệu kim loại
Cần đặt ra các hướng nghiên cứu mới để ứng dụng trong lâm
sàng tốt hơn
Trang 19TÀI LIỆU THAM KHẢO19
1 Gjesteby, L., De Man, B., Jin, Y., Paganetti, H., Verburg, J., Giantsoudi, D., & Wang, G (2016) Metal artifact reduction in CT: where are we after four decades? Ieee Access, 4, 5826-5849.
2 Katsura, Masaki, et al "Current and novel techniques for metal artifact reduction at CT: practical guide for radiologists." Radiographics 38.2 (2018): 450-461.
3 Louw, D F., Asfora, W T., & Sutherland, G R (2001) A brief history of aneurysm clips
Neurosurgical focus, 11(2), 1-4.
4 Mizouni, A., Ammar, H., Said, M A., Harrabi, F., Farhat, W., Ghabry, L., & Ali, A B (2020) Surgical clip migration following laparoscopic cholecystectomy: A rare cause of acute cholangitis Annals of Medicine and Surgery, 59, 21-23.
5 W A Gray, S Sekaran, J A Tanyi, and J M Holland, ‘‘Implications of dental artifacts on radiotherapy planning for head and neck cancer,’’ in Proc Multidisciplinary Head Neck Symp., 2012.
Trang 20TÀI LIỆU THAM KHẢO20
6 J L Weese, M S Rosenthal, and H Gould, ‘‘Avoidance of artifacts on computerized tomograms by selection of appropriate surgical clips,’’ Amer J Surgery, vol 147, no 5,
pp 684–687, May 1984.
‘‘Reduction of aneurysm clip artifacts on CT angiograms: A technical note,’’ AJNR Amer
J Neuroradiol., vol 20, no 4, pp 694–696, 1999.
metal artifacts in computed tomography caused by hip endoprostheses using a
physics-based approach,’’ Invest Radiol., vol 45, no 11, pp 747–754, 2010.
caused by metallic implants,’’ Radiolgy, vol 164, no 2, pp 576–577, 1987.
Trang 21CÁM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN
ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE
![Hình 1. Ảnh nhiễu kim loại trong ảnh chụp cắt lớp CT vùng bụng với tâm thất trái được cáy thiết bị hỗ trợ [2]. - TIỂU LUẬN môn xử lý ẢNH GIẢM GIẢ ẢNH KIM LOẠI TRONG CT](https://123doc.top/img.php?url=https%3A%2F%2F123docz.net%2Fimage%2Fdoc_normal.png)