Inżynier i Fizyk Medyczny 5/2015 vol. 4
261
artykuł
/
article
obrazowanie medyczne
/
medical imaging
wymiarowości częściej znajdują zastosowanie jako sposoby
przetwarzania cech obrazu i są stosowane w połączeniu z me-
todami falkowymi. Wielomodalna fuzja obrazu w oparciu o PCA,
używająca transformacji intensywność – odcień – nasycenie
(IHS), zachowuje cechy przestrzenne obrazu oraz wymagane
funkcjonalne informacje bez zniekształceń koloru.
Istnieją różne transformacje matematyczne cech, które mogą
zwiększyć wydajność fuzji obrazu. Na przykład, połączenie kom-
pleksu transformacji detekcji konturów i metody falki skutkuje
bardzo skuteczną formą syntezy obrazu. Metody transformacyj-
ne są stosowane np.: w diagnostyce wątroby, analizy czynnika
ryzyka fuzji, przewidywania chorób wieloczynnikowych, klasyfi-
kacji parametrycznych, lokalnej analizy obrazu, multimodalno-
ści fuzji obrazu. Metody grupowania, opierające się na analizie
zgodności elementów z grupą przynależności, wykazują popra-
wę jakości fuzji w stosunku do metody rozmytych c-średnich
klastrów i mają szeroki zakres zastosowania na etapie rejestra-
cji w fuzji obrazu. Niektóre z zastosowań tych metod obejmu-
ją klasyfikację tkanek, diagnostykę mózgu oraz automatyczną
segmentację.
SVM to techniki oparte na kernelu. W przypadku tej metody
dane i parametry są dobierane i analizowane tak, aby zapewnić
kontrolę nad cechami przestrzeni. Technika SVM „odrzuca” od-
stające dane, co czyni ją użytecznym narzędziem fuzji obrazu
i jest wykorzystywana w diagnozowaniu chorób nowotworo-
wych, fuzji klasyfikatorów, fuzji obrazów, segmentacji guzów,
klasyfikacji genów i w funkcjach fuzji. SVM wykorzystana jest
zarówno w rejestracji obrazów, jak i w etapach ich syntezy. Może
być również łączona z innymi metodami w celu zwiększenia
szybkości przetwarzania i dokładności przy przetwarzaniu dużej
przestrzeni cech obrazu w warunkach wysokiego zaszumienia.
Badanie obrazowe
stosowane w fuzji obrazu
Fuzję obrazu z różnych modalności uzyskuje się, stosując różne
metody/techniki syntezy tych obrazów, np.: MRI-PET z zastoso-
waniem metody detekcji konturów, MRI-SPECT wykorzystująca
metodę falki, MR- CT w oparciu o wartości całkowite transfor-
macji falkowej i metoda sieć neuronowa – rozmycie, PET-CT wy-
korzystująca metodę współczynników syntezy falkowej.
Rezonans magnetyczny
Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) odgry-
wa ważną rolę w nieinwazyjnym diagnozowaniu nowotworów
mózgu. Jest jedną z najszerzej stosowanych metod obrazowania
w badaniach medycznych o dużej skuteczności diagnostycznej.
Metody fuzji obrazu w badaniu MRI są powszechnie stosowane
w diagnostyce i leczeniu chorób mózgowia, ponieważ wykazu-
ją zwiększoną zdolność obrazowania i poprawę właściwości
diagnostycznych. Segmentacja obrazu MRI jest stosowana do
identyfikacji obiektów i obszarów zainteresowania w obrazach.
W obrazowaniu MRI segmentacja jest przydatna w ekstrakcji
różnych typów tkanek i identyfikacji obszarów np. zmienionych
nowotworowo. Metody segmentacji guzów poprawiają dokład-
ność identyfikacji guza oraz automatycznego wykrywania no-
wotworów z obrazów MRI.
Zastosowanie fuzji w przypadku obrazów MRI również po-
zwala na wizualizację struktur na potrzeby radioterapii konfor-
malnej 3D. Metody wizualizacji obrazów medycznych oraz ich
rozszerzenie do adaptacyjnego systemu wizualizacji obrazu
medycznego zostały opracowane z wykorzystaniem hierarchicz-
nych sieci neuronowych i inteligentnych systemów decyzyjnych.
Techniki fuzyjne rozszerzono o następny poziom do fuzji wokse-
la 3D, w celu osiągnięcia multimodalności fuzji obrazu.
Techniki fuzji obrazu MRI są szeroko stosowane w ocenie jako-
ści implantacji „seeds” do prostaty lubw systemie stereotaktycz-
nej biopsji prostaty. Nowe metody stosowane w fuzji obrazów
MRI, np. pomiary podobieństwa dopasowania struktur (SSMI),
mogą poprawić dokładność tych aplikacji. Inne potencjalne za-
stosowania fuzji MRI znajdują zastosowanie np.: w regeneracji
obrazu, wizualizacji pola, diagnostyce płuc/wątroby, klasyfikacji
tkanek, ocenie nowotworu piersi, planowaniu i szkoleniach chi-
rurgicznych, wielowymiarowej wizualizacji, wydobyciu kształtu,
koloru i struktury próbki, symulacji guza 3D itd.
Rys. 4
Fuzja MRI- TK. Źródło: własne.
Tomografia komputerowa
Tomografia komputerowa (TK) jest techniką obrazowania me-
dycznego, często wykorzystywana w multimodalnej fuzji ob-
razów medycznych. Podobnie jak w przypadku obrazów MRI,
obrazy TK są wykorzystywane w szerokiej gamie zastosowań me-
dycznychwwarunkach klinicznych. TK, jako technika obrazowania
3D i modalność wykorzystywana w fuzji, ma zastosowanie w sy-
mulacjach 3D zmian nowotworowych. Podobnie jak MRI, obrazy
tomograficzne stosuje się w diagnostyce i leczeniu mózgowia.
Istnieje kilka obszarów zastosowań, gdzie obrazy TK są uważa-
ne za główną modalność, np.: diagnostyka nowotworów głowy
i szyi, diagnostyka, segmentacja obrazu i integracja, adaptatywna
