Este trabajo muestra como el procesamiento de imagen ha hecho posible mejorar el Telediagnóstico mediante la Reconstrucción tridimensional (3D). En él se describen diferentes técnicas de procesamiento de imagen que han sido utilizadas para preparar, segmentar y almacenar información bidimensional de conjuntos de imágenes de Tomografías Computadorizadas (CT). Este procesamiento de imagen puede ser dividido en tres pasos. Primero, para eliminar información no deseada, utilizamos métodos de preprocesamiento (basados en brillo, contraste e histograma). Segundo, segmentación bidimensional, principalmente usando técnicas de vecindad. Y finalmente, vectorización tridimensional para asociar y conectar regiones con características lumínicas similares.
Palabras clave: Telediagnóstico, Diagnóstico a distancia, Procesamiento de imagen, Reconstrucción tridimensional, Reconstrucción 3D.
1. Introducción.
En los últimos años se han desarrollado mucho el Telediagnóstico y la Radiología Asistida por Ordenador. Uno de los factores que han influido en esto es que las imágenes de Tomografía Computadorizada (CT) se han utilizado para extraer de ellas imágenes tridimensionales (3D)1,2. Estas imágenes 3D ofrecen muchas posibilidades como, por ejemplo, la visualización volumétrica de algunas estructuras anatómicas o la reconstrucción tridimensional virtual de las mismas.3, 4
Estas reconstrucciones virtuales son útiles para mejorar el diagnóstico y para hacer planificación preoperatoria. Actualmente existen en el mercado gráficos tridimensionales anatómicos muy realistas, pero tienen el inconveniente de que no ayudan al profesional de la medicina a diagnosticar, debido a que son sólo un conjunto de modelos tridimensionales que no se adaptan a la anatomía singular de cada paciente, por lo que no es posible identificar las posibles patologías existentes en cada caso.
En este trabajo se describe un método para mejorar el diagnóstico a distancia, es decir, un método para facilitar el Telediagnóstico siendo similar a otros descritos en estudios previos5,6. Este método también ha sido utilizado para la Teleenseñanza de la Medicina.7
2. Material y Métodos.
El sistema de reconstrucción remota diseñado está formado, principalmente, por un escáner Tomográfico (escáner CT), una estación de trabajo conectada al mismo, un servidor de datos, un sistema de telecomunicaciones, un PC que puede estar físicamente alejado del sistema central y una aplicación informática. Al conjunto de servidor de datos y el sistema de telecomunicaciones lo llamaremos Sistema de Almacenamiento y Transmisión de imágenes (SATI). La aplicación informática ha sido desarrollada por un grupo de investigadores del Departamento de Informática de la Universidad de Extremadura en colaboración con el Centro de Cirugía de Mínima Invasión de Cáceres.
La estación de trabajo permite almacenar temporalmente las imágenes CT y procesarlas para construir el modelo tridimensional. El usuario puede hacer reconstrucciones 3D remotamente y visualizarlas en la pantalla de un PC remoto. Desde el PC se pueden hacer operaciones gráficas en el modelo 3D como, por ejemplo, rotaciones, traslaciones, etc. El usuario puede obtener imágenes 3D y estudiarlas mejor mediante el uso de las opciones que ofrece esta aplicación informática.
Para transformar las imágenes CT en un modelo tridimensional, necesitamos aplicar el siguiente proceso:
Configuración de los parámetros de entorno: luz, óptica y resto de parámetros asociados al escáner CT.
Adquisición de imágenes CT, siempre bajo las condiciones establecidas en el paso 1.
Preprocesamiento de las imágenes: procesamiento basado en el brillo, contraste e histograma para llegar a unas condiciones iniciales aceptables, es decir, para eliminar ruido e información no deseada.
Segmentación bidimensional: delimitamos la estructura anatómica de interés mediante técnicas de umbralización y de crecimiento de regiones.8
Selección de las regiones obtenidas en el paso 4 y conexión de las mismas para formar los modelos tridimensionales. Esta conexión se hace con las regiones más próximas en el eje Z.
Finalmente, exportación de los modelos 3D a formatos gráficos apropiados para poder, posteriormente, ser visualizados y manipulados en el software de visualización desarrollado. El módulo de visualización acepta los formatos ASC, 3DS y VRML.
En el segundo paso, se han utilizado filtros morfológicos (crecimiento de regiones8) y filtros no morfológicos como, por ejemplo, filtros espaciales (operadores Sobel y Prewitt8). También en este segundo paso, se han utilizado técnicas de umbralización como la desarrollada por Otsu.9
Palabras clave: Telediagnóstico, Diagnóstico a distancia, Procesamiento de imagen, Reconstrucción tridimensional, Reconstrucción 3D.
1. Introducción.
En los últimos años se han desarrollado mucho el Telediagnóstico y la Radiología Asistida por Ordenador. Uno de los factores que han influido en esto es que las imágenes de Tomografía Computadorizada (CT) se han utilizado para extraer de ellas imágenes tridimensionales (3D)1,2. Estas imágenes 3D ofrecen muchas posibilidades como, por ejemplo, la visualización volumétrica de algunas estructuras anatómicas o la reconstrucción tridimensional virtual de las mismas.3, 4
Estas reconstrucciones virtuales son útiles para mejorar el diagnóstico y para hacer planificación preoperatoria. Actualmente existen en el mercado gráficos tridimensionales anatómicos muy realistas, pero tienen el inconveniente de que no ayudan al profesional de la medicina a diagnosticar, debido a que son sólo un conjunto de modelos tridimensionales que no se adaptan a la anatomía singular de cada paciente, por lo que no es posible identificar las posibles patologías existentes en cada caso.
En este trabajo se describe un método para mejorar el diagnóstico a distancia, es decir, un método para facilitar el Telediagnóstico siendo similar a otros descritos en estudios previos5,6. Este método también ha sido utilizado para la Teleenseñanza de la Medicina.7
2. Material y Métodos.
El sistema de reconstrucción remota diseñado está formado, principalmente, por un escáner Tomográfico (escáner CT), una estación de trabajo conectada al mismo, un servidor de datos, un sistema de telecomunicaciones, un PC que puede estar físicamente alejado del sistema central y una aplicación informática. Al conjunto de servidor de datos y el sistema de telecomunicaciones lo llamaremos Sistema de Almacenamiento y Transmisión de imágenes (SATI). La aplicación informática ha sido desarrollada por un grupo de investigadores del Departamento de Informática de la Universidad de Extremadura en colaboración con el Centro de Cirugía de Mínima Invasión de Cáceres.
La estación de trabajo permite almacenar temporalmente las imágenes CT y procesarlas para construir el modelo tridimensional. El usuario puede hacer reconstrucciones 3D remotamente y visualizarlas en la pantalla de un PC remoto. Desde el PC se pueden hacer operaciones gráficas en el modelo 3D como, por ejemplo, rotaciones, traslaciones, etc. El usuario puede obtener imágenes 3D y estudiarlas mejor mediante el uso de las opciones que ofrece esta aplicación informática.
Para transformar las imágenes CT en un modelo tridimensional, necesitamos aplicar el siguiente proceso:
Configuración de los parámetros de entorno: luz, óptica y resto de parámetros asociados al escáner CT.
Adquisición de imágenes CT, siempre bajo las condiciones establecidas en el paso 1.
Preprocesamiento de las imágenes: procesamiento basado en el brillo, contraste e histograma para llegar a unas condiciones iniciales aceptables, es decir, para eliminar ruido e información no deseada.
Segmentación bidimensional: delimitamos la estructura anatómica de interés mediante técnicas de umbralización y de crecimiento de regiones.8
Selección de las regiones obtenidas en el paso 4 y conexión de las mismas para formar los modelos tridimensionales. Esta conexión se hace con las regiones más próximas en el eje Z.
Finalmente, exportación de los modelos 3D a formatos gráficos apropiados para poder, posteriormente, ser visualizados y manipulados en el software de visualización desarrollado. El módulo de visualización acepta los formatos ASC, 3DS y VRML.
En el segundo paso, se han utilizado filtros morfológicos (crecimiento de regiones8) y filtros no morfológicos como, por ejemplo, filtros espaciales (operadores Sobel y Prewitt8). También en este segundo paso, se han utilizado técnicas de umbralización como la desarrollada por Otsu.9
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