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Fundamentos de Imágenes Médicas.

Calidad de Imágenes Médicas

Juan Pablo Graffigna

Calidad de Imágenes Médicas

• La valoración de los sistemas es compleja.

• Requiere de mediciones objetivas y

subjetivas.

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Calidad de Imágenes Médicas

Ruido

Contraste Resolución

Relación S/N

Espectro de W

iener

Función de Transferencia

de Modulación

Curvas de Detalle-

Contraste

Curvas ROC

Fantomas

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Calidad de Imágenes Médicas

Contraste

• Se refiere a la diferencia de amplitud (brillo, intensidad, etc.) entre un área de interés y su entorno.

• La existencia de contraste permite:– Distinguir entre diferentes tejidos.

– Analizar relaciones anatómicas.

– Cuantificar funciones fisiológicas.

• En RX se definen:– Contraste radiográfico.

– Contraste del detector.

– Contraste de visualización.

• Definición Matemática:

Calidad de Imágenes Médicas

Contraste

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Calidad de Imágenes Médicas

Contraste de memoria

Calidad de Imágenes Médicas

Resolución.

Ruido

Contraste Resolución

Relación S/N

Espectro de W

iener

Función de Transferencia

de Modulación

Curvas de Detalle-

Contraste

Curvas ROC

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Calidad de Imágenes Médicas

Resolución.

• Definición: es la mínima distancia que debe existir

entre dos objetos para poder distinguirlos

separadamente.

• Función de dispersión de punto (PSF) D.Matem.

– Ancho de doble lado a la mitad del máximo.(FWHM)

• Función de dispersión de línea (LSF) D.Matem.

• Función de dispersión de borde (ESF) D.Matem.

PSF-LSF-ESF

a b c

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Calidad de Imágenes Médicas

Resolución.

PSF-LSF-ESF

BxxA

xxB0)x(ESF

0

0

≤≤=

<≤−=

[ ]dx

)x(ESFd)x(LSF =

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Calidad de Imágenes Médicas

Resolución espacial de memoria.

Calidad de Imágenes Médicas

Resolución.

• Distorsión Geométrica.

• Distorsión por Movimiento del Paciente.

• Distorsión del Detector.

• Distorsión por Digitalización.

– Aliasing. Solución FPB. Afecta la resolución.

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Calidad de Imágenes MédicasFunción de Transferencia de Modulación.

Ruido

Contraste Resolución

Relación S/N

Espectro de W

iener

Función de Transferencia

de Modulación

Curvas de Detalle-

Contraste

Curvas ROC

Calidad de Imágenes MédicasFunción de Transferencia de Modulación.

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Calidad de Imágenes MédicasFunción de Transferencia de Modulación.

• La resolución no se puede expresar únicamente en términos de tamaño del objeto.

• El contraste afecta al FWHM => resolución.

• La MTF describe el contraste producido por un sistema de imágenes en términos de la frecuencia espacial.

• Se describe en términos de funciones sinusoidales.

• Vinculación con la PSF. Descrip. Matemática.

Calidad de Imágenes MédicasFunción de Transferencia de Modulación.

[ ] [ ]∫∞

∞−

π−== dxe).X(LSF)x(LSFF)u(MTF u.x.j2

ESF

x

LSF

x

MTF

f

ab

cd

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Calidad de Imágenes MédicasFunción de Transferencia de Modulación.

c

a

b

d

e

Calidad de Imágenes MédicasFunción de Transferencia de Modulación.

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Calidad de Imágenes MédicasRuido

Ruido

Contraste Resolución

Relación S/N

Espectro de W

iener

Función de Transferencia

de Modulación

Curvas de Detalle-

Contraste

Curvas ROC

Calidad de Imágenes MédicasRuido

• Ruido: El ruido es la información no deseada que

contamina la imagen.

• Variación en los valores de los píxeles provocada

por factores externos, no deseados.

• Existen distribuciones estadísticas para modelarlo.

• Se mide como la varianza de los valores de gris en

una región con un nivel de base uniforme.

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Calidad de Imágenes Médicas

Relación Señal a Ruido (S/N)

• Es conveniente medir el ruido en relación al nivel de señal.

• Ej. Ruido: 2mVS1=20mV S/N=10 S2=20V S/N=10000

• S y N deben medirse en las mismas unidades.

Calidad de Imágenes Médicas

Relación Señal a Ruido (S/N)

DQE: Eficiencia cuántica de detección.

• Bloque perfecto (en términos de ruido) es

aquel que produce una S/N de salida igual a

la S/N de entrada.

• DQE = SNsal/SNent

• Bloque perfecto DQE=1

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Calidad de Imágenes Médicas

Aumento de S/N por promediación

Calidad de Imágenes Médicas

Espectro de Wiener.

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Calidad de Imágenes Médicas

Curvas de Detalle-Contraste.

Calidad de Imágenes Médicas

Curvas ROC