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Bases Méthodologiques

médicale

Pr. Jean-Pierre TASU,

CHU et Université de Poitiers

Objectifs

‰Connaître les notions de :

¾Bit, octet

¾Pixel, voxel, matrice,

¾Imagerie 2D, 3D et 4D

¾Echelle de gris, échelle de couleur

¾Résolution spatiale,

¾Bruit, rapport signal sur bruit,

¾Contraste, contraste sur bruit, détectabilité

¾Fonction de transfert de modulation

¾DQE

¾Norme DICOM

¾Compression numérique,

¾Signal, échantillonage

¾Fonction porte,

¾Transformation de Fourier

¾Filtre passe bas et passe haut

propriétés des systèmes ¾Stockage et échange des images numériques

¾Notion sur le signal en imagerie

Plan du cours

Une image médicale est

numérique -1 bit = 0 ou 1, ouvert ou fermé, noir ou blanc -2 bits = 2 x 2 possibilités (00/01/10/11) -8 bits = 28soit 256 possibilités (soit 256 valeurs différentes à -8 bits = 1 octet -1 kilo octet = 1 Ko = 2 10octets -1 méga octet = 1 Mo= 2 20octets -1 giga octet = 1 Go = 2 30octets

Aspects

dimensionnels (2D, 3D, 4D) taille du pixel ~ 1 mm champ de vue ~ 20 cm

Pixel picturexelement)

Matrice: nombre de pixels dans le champ de vue (ici 200) -souvent 2n nPixel, champ de vueet matricese déduisentde selonla formule;

Pixel = Champ de vue/ Matrice

nExemple; Dans les pays anglosaxons, on parle parfois de DPI (dot per inch) pour donner la taille du pixel :

150 DPI = 0,168 mm

300 DPI = 0,084 mm

3000 (9 millions de pixels de 0,143) est proche de 150 DPI.

1 inch=2,54 cm

En imagerie il peut y avoir deux approches :

2 multi-coupesvrai 3D

VOXEL = Volume xElement

Résolution temporelle : nombre intégralementacquises par unité de temps si une image est acquise en 200 ms : 5 images / seconde (par abus de langage : " résolution » de 200 ms) Attention aux interpolations (ex.: image cardiaque en IRM) ou rafraichissement keyhole») = fausse amélioration de la résolution temporelle

La 4D : temps

t

Résolution temporelle vraie

Résolution temporelle apparente

Le signal dans

Signal, contraste, bruit, RS

signal = intensité du pixel nombre caractérisant la mesure physique

Unité Hounsfield par ex.

Signal, contraste, bruit, RS

Signal:

127
141
141
0 78
147
chaque pixel est codé en 8 bits (28=256 possibilités) 253
À chaque valeur, on donne une correspondance en niveau de gris

Signal, contraste, bruit, RS

256 niveaux

8 niveaux

2 niveaux de gris

Signal, contraste, bruit, RS

2000 niveaux de

densité différents signal physique niveau de grisPrincipe du fenêtrage en TDM :

2000 niveaux HU

256 niveaux de gris

Sir GodfreyHounsfield

Signal, contraste, bruit, RS

250
niveaux soit

8 bits

En imagerie couleur, le codage se fait en rouge vert bleu (RVB) : -Le codage couleur se fait sur un octet (= 8 bits) -Chaque pixel peut avoir 3 octets soit 24 bits (donc 0 à 255 pour le rouge, le vert ou le bleu) -soit 256x 256 x 256 valeurs = plus de 16 millions de couleurs possibles par pixels

Palette de couleur en 24 bits

environ 2 millions de

Signal, contraste, bruit, RS

Le contraste dans

Signal, contraste, bruit, RS

12 12

ContrasteII

II K 0 -1

C = 1K

0,5 -1

C = 0,33K

0,75 -1

C = 0,14K

0,9 -1

C = 0,05

Signal,contraste, bruit, RS

Contraste:

KK On peut jouer avec le contraste en imagerie numérique :

Signal,contraste, bruit, RS

KK

Le bruit

Les rapports S/B, C/B

Signal, contraste, bruit, RS

Certain = déterministe

Aléatoire

Signal,contraste,bruit, RS

Bruit:

Signal :

1-le bruitest le signal aléatoire provenant du système,

2-Il est TOUJOURS présent +++

3-Il VARIE dans le temps +++

Signal,contraste,bruit, RS

Bruit:

Signal,contraste,bruit, RS

Bruit + objet= image finale

t1 t2 t3

Signal,contraste,bruit, RS

Attention ! Le

Signal,contraste,bruit, RS

n 0

Signal,contraste,bruit, RS

Variation au cours du temps

temps signal Rapport signal sur bruit (RSB) = Signal to noise ratio (SNR) valeur du signal

écart-type du signal dans le temps sur 1pixel

SignalRSB

Signal,contraste,bruit, RS

Écart type (= Racine Carrée de la Variance)

Impose de répéter les acquisitions

valeur du signal

écart-type du signal dans une région vide de signalRSBEn pratique, on utilise une valeur estimée :

moyenne signal

écart-type bruit

RSB

Signal,contraste,bruit, RS

Le rapport contraste-sur-bruit (RCB)

12IIRCB

Signal,contraste,bruit, RS

contraste / bruit

10,60,30,1

0,1 0,25 0,5 1,0 10 4 2 1 6 2,4 1,2 0,6 3 1,2 0,6 0,3 1 0,4 0,2 0,1 détectabilité des lésions :

RCB > 1

Signal,contraste,bruit, RS

La détectabilitése définit par le produit du contraste et du rapport S/B B S II

IIitéDétectabilquotesdbs_dbs16.pdfusesText_22