Orvosi képdiagnosztika-Digitális képek alkotása és tárolása

A VIK Wikiből
A lap korábbi változatát látod, amilyen Csala Tamás (vitalap | szerkesztései) 2016. december 20., 02:57-kor történt szerkesztése után volt.

Az Orvosi_képdiagnosztika tárgy egyik témaköre.

Diák (2016)

Összefoglaló

Jelforrások

  • Fény: elektromágneses sugárzás
    • Egyszerre hullám és részecske
      • Nyugalmi tömege nulla, sebessége állandó, frekvenciával arányos az energiája, polarizált.
      • Enerigájától függ, hogy különböző atomokkal hogyan lép kölcsönhatásba
    • Rötgen foton (CT, Röntgen, Tomo): 10 keV / 100 pm - 100 keV / 10 pm
    • Gamma foton (PET): ~1 MeV / ~1 pm
  • Hang: Rugalmas közeg mechanikai rezgése
    • Pl:Ultrahang

Fényérzékelés folyamata

  • fény -> fotodióda -> kondenzátor -> analóg erősítő -> A/D átalakító -> digitális feldolgozás
  • félvezetők működési elve:
    • elektronok minden anyagban diszkrét energiával rendelkezhetnek (sávokban helyezkednek el).
    • legfelső sáv a vezetési sáv (itt az e- többet okoz töltést), alatta a vegyértéksáv (itt a lyuk többlet okoz töltést)
    • félvezetők esetén termikus mozgás a két sáv között
    • N (Negative) típusú félvezető: e- többlet, P (Positive) típusú félvezető: lyuk többlet.

Dióda

  • P és N félvezető egymás mellett, P -> N áram folyik (feszültség függő).
  • Fotodióda: A P és N félvezető között átmeneti tartomány, az ide eső foton hatására keletkező töltéshordozók áramot okoznak, a dióda ezt méri (diszkrét impulzusok -> foton számláló detektor).

Fényérzékeny MOS kondenzátor

  • fém elektróda – szigetelő – P félvezető – N félvezető szendvics, fémre pozitív töltések N félvezetőre negatív töltéseket csatolunk.
  • fotoelektromos kölcsönhatás során vezetési elektron és lyuk keletkezik, ezek a feszültség hatására a félvezetőkbe mennek

Charge-coupled Device (CCD)

  • fényérzékeny MOS kondenzátorokból áll (3 db / pixel, négyzetrácsban)
  • töltéseket shiftelni lehet
  • A fotoelektromos kölcsönhatás valószínűsége akkor nagy, ha az foton, és az e- kötési energiája közel azonos
    • Röntgen, illetve gamma fotonnál a fotodiódák közel nulla valószínűséggel generálnak ármot.
    • Szcintillátor: olyan anyag ami elnyeli a megfelelő energiájú fotont, és közben látható fotont emittál (amit a fotodióda detektálni tud).

Zajok:

  • Fotonok inherens zaja: E{x} = Q esetén var{X} = sqrt(Q).
  • egyéb hibák (lásd dia, szerintem nem fontosak)

LZW:

  1. Szótárat inicializálunk minden lehetséges pixel intenzitással
  2. Kikeressük a kódolni kívánt sorozat azon leghosszabb eddig még nem kódolt prefixét (W), mely már szerepel a szótárba (k kóddal)
  3. Hozzátoldjuk a tömörített kép végéhez k-t, majd bővítjük a szótárat [W|a]-val, ahol a a tömörítendő bitfolyam W utáni első eleme.
  4. GOTO 2.

Kép formátumok:

  • BMP: Az összes képpont fénnyessége, opcionális LZW
  • TIF
    • Többféle színábrázolás, rétegek, átlátszóság
    • LZW / (Huffman) Futáshossz / JPEG kódolás
  • GIF
    • 8 bites képek, animáció is, LZW
  • PNG
    • GIF lecserélése
    • alpha csatorna, gamma korrekció, 16/48 bites színábrázolás
    • fokozatos megjelenítés (minden pixelt csak egyszer tartalmaz a file)
    • veszteségmentes, két fázisú tömörítés:
      • 1. fázis: egyszerű lineáris szűrés alapú predikció
      • 2. fázis: LZ77 tömörítés
  • JPEG
    • TODO
  • DCM
    • XML, van benne egy kép tag, ami lehet pl png, tiff, jpeg, de mellette meta adatok is
    • A szabvány leírja a fájlok archiválásának módját is

Ellenőzrő kérdések (2016)

Mit jelent a fény kettős természete (hullámmozgás és kvantumelméleti megközelítés). A fénynek, mint elektromágneses sugárzásnak milyen tulajdonságait ismeri? Mitől függ egy foton energiája? Ez mit befolyásol orvosi képalkotás során?
Ismertesse a fényérzékelés folyamatát! Hogyan működnek a félvezetők? Mit jelentenek az alábbi fogalmak: vegyértéksáv, vezetési sáv, tiltott sáv, lyuk, elektron, N típus, P típusú félvezető? Hogyan épülnek fel és hogyan működnek a fényérzékeny MOS kapacitások?
Hogyan épülnek fel és hogy működnek a CCD érzékelők? Mit nevezünk szcintillációnak és mikor van rá szükség? Hogyan működnek és hogyan épülnek fel a látható fotonoknál nagyobb energiájú fotonokra (pl. uv, röntgen, gamma sugarak) érzékeny detektorok?
Mit nevezünk duál energiás röntgenfelvételnek, milyen energiaértékekkel készülnek és milyen célt szolgálnak az ilyen felvételek? Milyen technikai megoldásokat ismer duál energiás felvételek készítésére?
Hogyan működik a Graphics Interchange Format alapú képtárolás? Ismertesse a Portable Network Graphics formátum során alkalmazott tömörítési eljárás főbb lépéseit!
Ismertesse a Joint Photographic Experts Group formátum tömörítő eljárásának főbb lépéseit. Milyen melléktermékeket okozhat ez a fajta tömörítő eljárás?
Ismertesse a DICOM szabvány képtárolásának főbb jellemzőit, valamint a szabvány általánosabb jellegét!


1. félév (tavasz)
2. félév (ősz)
Egyéb
Szakirányok


A lap eredeti címe: „https://vik.wiki/index.php?title=Orvosi_képdiagnosztika-Digitális_képek_alkotása_és_tárolása&oldid=190873”