Luận văn Hiển thị ảnh chụp cắt lớp CT 32 lát cắt dựa trên dãy hounsfield và thử nghiệm tại bệnh viện E

�) AVk(P) |I(P)- AVk(P)|≤Ɵ Ví dụ : I = [ 1 2 4 16 3 2 2 1 4 2 2 1 1 1 2 1 ] W(3 x 3); Ɵ = 2; k = 3 Ikg =[ 1 2 4 8 3 2 2 1 4 2 2 1 1 1 2 1 ] Nhận xét: - Nếu k lớn hơn kích thước cửa sổ thì kỹ thuật chính là kỹ thuật lọc trung bình. - Nếu k = 1 thì ảnh kết quả không thay đổi - > Chất lượng của kỹ thuật phụ thuộc vào số phân tử lựa chọn k. 25 1.4. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ XẢO ẢNH(ARTIFACT). Trong việc quét ảnh chụp CLVT, chất lượng hình ảnh được tác động bởi nhiều thành phần, bởi nhiều thông số kỹ thuật khác nhau. Do đó, chất lượng hình ảnh luôn là mối quan tâm của các chuyên gia. Các xảo ảnh có thể làm giảm nghiêm trọng chất lượng của hình ảnh chụp CLVT. Đôi khi đến mức khiến chúng không thể sử dụng được trong chẩn đoán. Để tối ưu hóa chất lượng hình ảnh, cần phải hiểu tại sao lại xảy ra xảo ảnh và làm thế nào để ngăn chặn hoặc triệt tiêu hiệu ứng này. Xảo ảnh bắt nguồn từ nhiều yếu tố. Các xảo ảnh dựa trên vật lý liên quan đến việc thu thập dữ liệu ảnh CLVT. Các xảo ảnh dựa trên bệnh nhân được gây ra bởi các yếu tố như chuyển động của bệnh nhân hoặc sự hiện diện của vật liệu kim loại bên trong hoặc trên bệnh nhân. Các xảo ảnh dựa trên máy quét là kết quả của sự không hoàn hảo trong chức năng quét. Xảo ảnh trong công nghệ chụp xoắn ốc và đa lát được tạo ra bởi giá trình tái tạo hình ảnh. Các tính năng thiết kế được tích hợp vào máy chụp CLVT hiện đại có thể giảm thiểu một số loại ảnh giả, và một số được xử lý bởi phần mềm. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, việc xác định vị trí bệnh nhân một cách cẩn thận và lựa chọn tối ưu các thông số quét là những yếu tố quan trọng để tránh các xảo ảnh của máy chụp CLVT Xảo ảnh (artifact) là vấn đề quan trọng trong quá trình tái tạo ảnh y học. Xảo ảnh đều có thể gặp trong ảnh siêu âm, ảnh CT, MRI Xảo ảnh cũng có thể gây ra chẩn đoán nhầm. Do đó, tìm hiểu nguyên nhân , đề ra các phương pháp giảm bớt hoặc khử xảo ảnh là những việc quan trọng để thu được ảnh chính xác và chất lượng cao. Chất lượng hình ảnh phụ thuộc vào 2 phần: Phần cứng: + Đầu đèn: hiệu điện thế : Kilovolt peak(kVp), cường độ dòng điện và thời gian phát tía : miliampere x second (mAs). + Đầu dò: nhiều dãy, nhỏ, linh hoạt 26 + Máy tính mạnh: Chip xử lý Phần mềm: + Thuật toán tạo hình, khử nhiễu Độ phân giải không gian : Trục x,y và Z Tỷ số tín hiệu /nhiễu – signal to noise ratio: càng cao thì hình ảnh càng mịn và càng rõ. Các ảnh giả: - Xảo ảnh do hiệu ứng vật lý - Xảo ảnh do bệnh nhân - Xảo ảnh do máy - Xảo ảnh do lỗi tái tạo -> Đều làm giảm chất lượng hình ảnh: mờ, đen , bị che khuất, tổn thương giả - Hiệu ứng cứng hóa chùm tia – Beam hardening , gồm 3 hiệu ứng:  Trên đồ thị biểu diễn mức độ suy giảm: cupping artefact  Trên hình ảnh axial: các dải sáng và tối  Chùm tia gồm nhiều photon ở nhiều mức năng lượng có trung bình E0  Khi đi qua vật thể, photon năng lượng thấp bị hấp thu, chỉ còn năng lượng cao, trung bình E1: E1>E0. Do đó, càng đi sâu, năng lượng trung bình càng tăng, chùm tia càng trở nên cứng hơn.  Các dải sáng và tối: tạo ra khi một phần chùm tia đi qua 1 vật thể, có đậm độ/ tỷ trọng thấp và phần còn lại đi qua 2 vật thể hoặc 1 vật thể khác có Hình 1. 24: Ảnh chụp CLVT khi bị cứng hóa chùm tia 27 độ đậm cao hơn -> chênh lệch về mức năng lượng đến đầu dò -> sai lệch về hình ảnh. Khắc phục: sử dụng bộ lọc trên đầu đèn, tiền cứng hóa và đồng nhất năng lượng chùm tia Phần mềm: bù trừ các chênh lệch về độ suy giảm khi tái tạo, làm sắc nét ranh giới giữa xương và mô mềm. - Hiệu ứng thể tích từng phần/một phần: Khi 1 vật thể nằm lệch, nhô một phần vào chùm tia, quét thấy ở 1 vị trí này nhưng không thấy ở 1 vị trí khác -> sai lệch về thông tin -> tạo xảo ảnh bóng quanh vật thể Khắc phục : thực hiện các lát cắt mỏng, nhất là các vùng có thay đổi giải phẫu đột ngột. - Hiệu ứng trung bình thể tích Các cấu trúc có tỷ trọng chênh lệch lớn nằm trong cùng 1 voxel Các số liệu bị gộp lại trung bình khi tái tạo thành pixel -> sai lệch vị trí và tỷ trọng Khắc phục: đầu dò kích thước nhỏ -> voxel nhỏ -> giảm sự bao phủ lên nhiều cấu trúc. - Ảnh giả do thiếu photon Hình 1. 25: Ảnh chụp CLVT khi bị hiệu ứng thể tích từng phần/một phần 28 Thiếu photon do băng qua đoạn đường dài -> thiếu photon đèn đầu dò -> nhiễu Xảy ra khi chùm tia băng qua trục ngang cơ thể hoặc nhiều cấu trúc xương. Sử dụng phần mềm lọc - Xảo ảnh do chuyển động (Bệnh nhân cử động trong khi quét, tạo ra các đường đôi, dải sáng sọc đen, mờ, biến dạng) Do khoảng cách của các thang xám Tóm lại: Xảo ảnh là vấn đề quan trọng trong chụp CLVT. Xảo ảnh gây ra bởi nhiều yếu tố. Do đó, ta kết hợp các phương pháp giảm bớt ảnh giả. Sẽ giúp chúng ta thu được ảnh CLVT chính xác , tiết kiệm được công sức, thời gian, và giảm liều tia lên bệnh nhân Hình 1. 26: Ảnh giả do thiêu photon 29 1.5. TỔNG KẾT CHƯƠNG I Máy chụp CLVT là bước đột phá quan trong của sự kết hợp giữa máy móc thiết bị y tế và lĩnh vực máy tính, hệ thống thông tin. Hơn nữa, nhờ có dãy xám Hounsfield nên đã tạo ra được độ tương phản giữa các mô trong cấu trúc của cơ thể người, giúp đóng góp một vai trò rất lớn trong việc chẩn đoán hình ảnh, giúp cho bác sỹ có thể đưa ra được hướng điều trị chính xác. Ngày càng có nhiều nghiên cứu về việc tăng cường tính năng vật lý để rút ngắn thời gian chụp ảnh CLVT, tuy nhiên, giờ ưu tiên hàng đầu cho vấn đề nghiên cứu đó là cố gắng giảm liều tia phát ra từ máy chụp CLVT để người bệnh không phải chịu tác động nhiều từ liều tia phát ra. Hình 1. 27: Sơ đồ tạo ảnh chụp CLVT 30 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ CHUẨN DICOM 2.1. CHUẨN DICOM DICOM là từ viết tắt của The Digital Image and Communication in Medicine, tiêu chuẩn để đưa ra các quy tắc về định dạng cũng như trao đổi các ảnh y tế và những thông tin có liên quan. 2.1.1. Sự ra đời của chuẩn DICOM Ảnh y tế thu nhận được từ máy chụp CLVT được phân tích bằng các thuật toán và lưu lại trên máy tính. Tuy nhiên, giống như các kiện hàng trong các thùng container, chỉ có những chủ kiện hàng mới biết được bên trong đó là gì nếu các thông tin không được dán mác ở bên ngoài. Ảnh chụp CLVT cũng vậy, ảnh lưu lại trong máy tính, ta sẽ phải gán các thông tin quan trọng cần thiết như tên tuổi ,năm sinh, địa chỉ của bệnh nhân, để khi ta muốn lấy dữ liệu thì ta biết chính xác dữ liệu đó được cất tại vị trí nào. Không chỉ phục vụ mục đích lưu trữ và chẩn đoán bệnh, chuẩn DICOM ra đời còn là cuộc cách mạng trong lĩnh vực nghiên cứu y khoa. Khi các bác sỹ muốn tìm kiếm các trường hợp tương tự để giúp họ chẩn đoán và có kế hoạch điều trị thành công cho nhiều bệnh nhân khác. Hơn nữa, ứng dụng của y học từ xa(telemedicine) không thể thành công nếu thiếu chuẩn DICOM, Khi các bệnh nhân ở vùng sâu, vùng xa không được tiếp cận với các bệnh viện tuyến trên một cách nhanh nhất, đối với các trường hợp khẩn cấp, thì việc truyền ảnh chụp được từ các Bệnh viện tuyến dưới lên tuyến trên để được sự tư vấn của các chuyên gia đầu ngành là hết sức quan trọng Năm 1980, Chuẩn DICOM đã được phát triển để giải quyết vấn đề lưu trữ và truyền các thông tin chẩn đoán hình ảnh. Trong đó có các thông tin của người bệnh như tên tuổi, số thẻ bảo hiểm, nhóm máu DICOM được nghiên cứu lần đầu tiên vào năm 1983 và được công bố lần đầu tiên năm 1985 bởi tổ chức American College of Radiology(ACR) và National Electrical Manufacture Association(NEMA). Đầu những năm 1980, rất khó khăn để các nhà sản xuất máy chụp CLVT (CT scanner) và máy chụp cộng hưởng từ (MRI) có thể mã hóa được hình ảnh 31 cho những thiết bị chung. ACR và NEMA đã cùng đưa ra một tiêu chuẩn chung năm 1983. Tiêu chuẩn đầu tiên của họ, ACR/NEMA 300, đã được công bố năm 1985. Năm 1988, phiên bản thứ 2 ra đời. Phiên bản này được sự ủng hộ nhiều hơn của các công ty. Sự công bố của kỹ thuật đa kết nối ACR/NEMA V2.0 lần đầu tiên được tổ chức ở Georgetown University, 21-23 tháng 5, 1990. Năm 1993 Chuẩn DICOM 3.0 được công bố và từ đó tiếp tục được sửa đổi và bổ sung. DICOM giải quyết 5 vấn đề chính: - Truyền và lưu trữ các đối tượng một cách hoàn chỉnh (bao gồm: hình ảnh, dạng sóng, báo cáo có cấu trúc, các tài liệu) - Truy xuất và truy vấn các thông tin Hình 1. 28: Mô hình cơ sở truyền tin của chuẩn DICOM Hình 2. 1: ô hình cơ sở truyền tin của chuẩn DICO 32 - Đưa ra ngữ nghĩa của khuôn dạng file, của Lệnh , Dữ liệu, giúp cho việc truyền tin ngoại tuyến. - Có cấu trúc thuận lợi, dễ dàng tạo các tính năng mới để hỗ trợ việc truyền hình ảnh y tế 2.1.2. Ưu điểm của chuẩn DICOM  Hình ảnh được truyền kèm chi tiết của người bệnh trên nhiều thiết bị, khả năng tương thích tốt hơn.  Tiêu chuẩn thống nhất trên nhiều thiết bị có nghĩa là khả năng tương thích tốt hơn.  Chuẩn DICOM cung cấp nhiều lợi thế, bao gồm thực tế là chỉ mất vài giây để dựng hình ảnh so với vài giờ trước đây để dựng ảnh X-quang. Tốc độ này giúp việc tăng cường chăm sóc bệnh nhân hiệu quả, và nâng cấp quy trình khám chữa bệnh .  Ưu điểm thứ hai là các bác sỹ và điều dưỡng có thể xem hình ảnh chụp CLVT trên máy trạm (user) bất kể họ ở đâu trong bệnh viện hoặc cơ sở khám chữa bệnh khác. Ảnh y tế có thể được phóng to để nâng cao tầm quan sát của bác sỹ và kỹ thuật viên. Có thể chỉnh được độ sáng và độ tương phản, giúp bác sỹ chẩn đoán chính xác hơn.  Sử dụng nền tảng Web ( Web-based ) và hệ thống lưu trữ và truyền hình ảnh (PACS) là an toàn vì mỗi người dùng có một tài khoản và mật khẩu duy nhất nên có tính bảo mật cao.  Hệ thống lưu hình ảnh y tế DICOM qua mạng đã cung cấp cho các bác sỹ khả năng tham khảo ý kiến với các chuyên gia khác ở một cơ sở y tế khác ở khắp nơi trên thế giới. 2.1.3. Phạm vi và ứng dụng của chuẩn DICOM Chuẩn DICOM tạo điều kiện cho khả năng tương tác của các thiết bị bằng các đặc tính: + Đối với truyền thông mạng, một bộ giao thức của các thiết bị phải tuân thủ theo tiêu chuẩn 33 + Cú pháp và ngữ nghĩa của Lệnh (Commands) có thể được trao đổi bằng giao thức này. + Đối với truyền thông phương tiện, những dịch vụ lưu trữ phương tiện được quy định bởi Tiêu chuẩn (Standard), cũng như định dạng tệp (File Format) và cấu trúc thư mục y tế (Medical directory structure) để tạo điều kiện truy cập vào hình ảnh và thông tin liên quan được lưu trữ trên phương tiện trao đổi. Chuẩn DICOM liên quan đến lĩnh vực thông tin y tế. Giải quyết việc trao đổi thông tin kỹ thuật số giữa các thiết bị hình ảnh y tế và các hệ thống khác. Tiêu chuẩn DICOM không đề cập đến bề rộng của lĩnh vực này 2.2. CẤU TRÚC FILE DICOM Chuẩn DICOM phục vụ trong thông tin ngành y tế. Chuẩn quy định chuẩn trao đổi thông tin số (digital information) của các máy móc y tế tạo ảnh và hệ thống khác nhau. Để những thiết bị này có thể tương tác(interoperate) cùng với thiết bị khác. Tiêu chuẩn DICOM tạo điều kiện cho khả năng tương tác của thiết bị hình ảnh y tế bởi:  Đối với truyền thông mạng, một bộ giao thức được đưa ra để các thiết bị phải tuân thủ tiêu chuẩn này.  Ngữ nghĩa(semantics), Cú pháp(syntax) của Lệnh(command) cũng như các thông tin có thể được chuyển dựa trên chuẩn này.  Tiêu chuẩn về định dạng tệp và cấu trúc thư mục y tế được lưu trữ được tạo điều kiện để truy cập vào hình ảnh và thông tin liên quan.  Tất cả thông tin phải được cung cấp tuân thủ theo tiêu chuẩn. 2.2.1. Thành phần của file DICOM -Giới thiệu (Introduction and Overview) - Thích nghi(Conformance) - Định nghĩa đối tượng thông tin(Information Object Definitions) - Đặc tính lớp dịch vụ(Service Class Specification) 34 - Cấu trúc dữ liệu và mã hóa (Data Structures and Encoding) - Từ điển dữ liệu (Data Dictionary) - Trao đổi bản tin (Message Exchange) - Lưu trữ và định dạng File cho việc trao đổi dữ liệu(Media Storage and File Format for Data Exchange) - Hiển thị mức xám (Grayscale Standard Display Function) - Nội dung được ánh xạ(Content Mapping Resource) 2.2.2. Các định nghĩa và lớp dịch vụ của chuẩn DICOM Quan hệ thực thể(E-R) là mối quan hệ giữa mô hình hiển thị(explicit model) và chi tiết bệnh nhân Khái niệm Ý nghĩa Data Set Tập hợp của các Data Element của file DICOM. Data Element Là một đơn vị thông tin trong DICOM file. Date Element chứa đầy đủ thông tin. Tag Là 2 số nguyên không dấu, mỗi số 16 bit. Cặp số nguyên này xác định ý nghĩa của Data Element như tên bệnh nhân, chiều cao ảnh, số bit màu. Hình 2. 2: Vị trí của chuẩn DICOM trong quá trình lưu trữ ảnh 35 VR(Value Representation ) Đây là field tùy chọn, tùy vào giá trị của Transfer Syntax mà VR có mặt trong Data Element hay không. VM (Value Multiplicity) Cho biết số lượng Value của Value Field nếu Value Field có nhiều giá trị. Value Length Là một số nguyên không dấu, có độ dài là 16 hay 32 bit. Value Field Là nội dung thông tin (Data Element). Transfer Syntax Transfer Syntax là các quy ước dữ liệu được định dạng. Information Object Definition (IOD) IOD đại diện cho một đối tượng chứa thông tin và đối tượng này có tồn tại trong thế giới thực. Lớp Service- Object Pair (SOP) Lớp SOP được tạo ra khi ghép một DIMSE Service với IOD dành cho IOD đó. 36 2.2.3. Khuông dạng file DICOM File DICOM gồm 2 thành phần chính là Header và dữ liệu ảnh: +) Header: bao gồm ID của người bệnh, ảnh y tế, kích thước ảnh Ta thấy 794 byte đầu tiên dùng để định dạng Header DICOM, thể hiện kích thước ảnh và các thông tin ảnh. Dựa vào thông tin cụ thể từ Frame, Row, Columns. Thông tin Header: bao gồm 128 byte Preamble file( được đưa về 00H). Trong đó có 4 byte tiền tố DICOM đó là ‘D’, ‘I’, ‘C’, ‘M’. Thành phần dữ liệu này có nhãn(0002,xxxx) đã được mã hóa dựa trên cú pháp VR ẩn + Little Endian. Một giá trị sẽ được lưu thành một hoặc nhiều byte trong file. Có 2 quy ước để quy định: Data Element nằm ở đầu file cung cấp những thông tin ban đầu quan trọng. Tiếp sau Data Set- File Meta Information là đến những Data Element khác. Hình 2. 3: DICOM file format. 37 Những Data Element này có chứa nội dung của file DICOM (bao gồm những thông tin hình ảnh, thông tin người bệnh, thông tin chi tiết khám, thông tin hình ảnh). • Transfer Syntax được áp dụng cho việc mã hóa DICOM Data Set. Các Data Element nằm ngay sau Data Set- File Meta Information sẽ được định dạng và mã hóa theo Transfer Syntax đặt ra bởi UID của Transfer Syntax nằm trong File Meta Information. Hình 2. 5: Cấu trúc file DICOM Hình 2. 4: Các bit dữ liệu của file DICOM 38 • Data Element nằm ở đầu file cung cấp những thông tin ban đầu quan trọng. Data Element thuộc một Data Set có tên : File Meta Information . Tiếp sau Data Set- File Meta Information là đến những Data Element khác. Những Data Element này có chưa nội dung của file DICOM ( bao gồm những thông tin hình ảnh, thông tin người bệnh, thông tin chi tiết khám, thông tin hình ảnh) Hình 2. 6: Cấu tạo của Data Element 39 Tên Data Element Tag Mô tả File Preamble Không có Đây là chuỗi byte đầu tiên của file, có chiều dài là 128 byte dành cho chương trình xử lý file DICOM sử dụng. DICOM Prefix Không có 4 byte là chuỗi”DICM”. File Meta Information Group Length (0002,0000) Độ lớn của Data Set File Meta Information(tính theo byte). File Meta Information Version (0002,0001) Xác định phiên bản của File Meta Information Media Storage SOP Class UID (0002,0002) Chuỗi UID cho SOP Class xác định định dạng lưu trữ của file DICOM. Media Storage SOP Instance UID (0002,0003) Chuỗi UID cho bản thân file DICOM Transfer Syntax UID (0002,0010) Chuỗi UID cho Transfer Syntax sẽ dùng cho các Data Element nằm ở Data Set Implementation Class UID (0002,0012) Chuỗi UID của chương trình đã tạo ra file DICOM này. Implementation Version Name (0002,0013) Phiên bản của chương trình tạo file DICOM có UID như trên. 40 Source Application Entity Title (0002,0016) Chuỗi tiêu đề cho Application Entity đã tạo ra file DICOM. Private Information Creator UID (0002,0100) Chuỗi UID của người cung cấp thông tin riêng tư ( xem bên dưới). Private Information (0002,0102) Thông tin riêng tư. 2.2.4. Mã hóa dữ liệu điểm ảnh chụp CLVT 32 dãy dựa trên dãy xám Hounsfield. Khái niệm: Các dữ liệu của điểm ảnh được mã hóa với số byte khác nhau. Thành phần dữ liệu sau sẽ xác định cấu trúc điểm ảnh: - Bits Allocated(0028,0100) - Bits Stored(0028,0101) - High Bits(0028,0102) Mỗi điểm ảnh chứa một mẫu điểm ảnh(Pixel Sample Value). Kích thước điểm ảnh được xác định bằng Bits Allocated. Bits Stored cho thấy vị trí bits cao nhất Bits Stored trong Bits Allocated. Minh họa một dữ liệu điểm ảnh • Bits Allocated: 16 • Bits Stored: 12 • High Bits: 16 • 4 Bit không dùng vào dữ liệu điểm ảnh 41 Trường giá trị chứa những dữ liệu điểm ảnh, cũng như trường giá trị khác, bắt buộc chứa số chẵn các byte. Dẫn tới trường giá trị phải được thêm bit không liên quan đến dữ liệu vào. Giá trị của một mẫu điểm ảnh có thể là số nguyên bù 2 , hoặc số nguyên không dấu. Nếu số nguyên bù 2, bit sẽ thể hiện dấu là High Bit. Cách mã hóa Sự sắp xếp mã hóa các dữ liệu pixel đối với lớp hình ảnh là từ trái qua phải,từ trên xuống dưới. Từng điểm ảnh (pixel) chứa nhiều mẫu điểm ảnh (hình ảnh đa lớp). Những dữ liệu pixel có VR=OW(other word string), mã hóa theo dòng bits từ bít cuối cùng của điểm ảnh đầu tiên tới bit đầu tiên của điểm ảnh sau cùng. Bit đầu tiên của một điểm ảnh, sau bit cuối cùng của pixel. Hình 2. 7: Các bits mã hóa điểm ảnh Hình 2. 8: Cách mã hóa dữ liệu điểm ảnh 42 2.2.5. Cách thức quản lý dữ liệu ảnh DICOM Tất cả các phương thức trong việc ứng dụng tia X vào máy y tế ngày nay đã được số hóa, và do đó, ảnh DICOM cũng vậy. Các file ảnh tuân thủ phần 10 của tiêu chuẩn DICOM , thường được gọi là các tệp định dạng DICOM hoặc file DICOM và có phần đuôi của tệp là “.dcm”. DICOM khác với các định dạng hình ảnh khác ở chỗ có thể nhóm các thông tin thành các tập dữ liệu. Tệp file DICOM bao gồm những bao gồm các tập dữ liệu hình ảnh và tiêu đề được đóng gói thành một tệp duy nhất. Thông tin trong tiêu đề được tổ chức dưới dạng một chuỗi các thẻ (tags) không đổi và được chuẩn hóa. Bằng cách trích xuất dữ liệu từ các thẻ này, người ta có thể truy cập thông tin quan trọng liên quan đến thông tin cá nhân của bệnh nhân, thông số nghiên cứu Ngoài định dạng ảnh DICOM, các bác sỹ chẩn đoán hình ảnh thường xuyên bắt gặp hình ảnh của một số dạng tệp như JPEG, TIFF, GIF và PNG. Mỗi định dạng có những ưu và nhược điểm riêng, phải được xem xét khi hình ảnh được lưu trữ, sử dụng trong các tệp với mục đích giảng dạy, xuất bản.. Kiến thức về các định dạng này và các thuộc tính của chúng, chẳng hạn như độ phân giải hình ảnh, nén hình ảnh và siêu dữ liệu hình ảnh, giúp các bác sỹ chẩn đoán hình ảnh có thể lựa chọn được các định dạng tệp trong thực hành lâm sàng. Tại sao File ảnh DICOM không thể xem một cách trực tiếp trên máy tính cá nhân? Hình 2. 9: Tệp file DICOM trong máy tính 43 Khi thông tin từ một ảnh DICOM được xuất sang một phương tiện ngoại tuyến như đĩa compact (CD) để có thể dễ dàng vận chuyển hoặc lưu trữ. Một đĩa CD như vậy thường chứa một số tệp hình ảnh DICOM cũng như các tệp khác cần thiết để hiển thị hình ảnh. Các đĩa CD thường chứa tệp tự động chạy , trình xem DICOM, thư mục DICOM (DICOMDIR) và thư mục chứa hình ảnh DICOM. Quản lý tệp DICOM trong CD: Ảnh chụp màn hình chứa nội dung của đĩa CD chứa ảnh chụp CLVT được chuẩn bị trên máy trạm (Advantage Windows Workstation) của hệ thống y tế GE (GE Medical Systems) . Thư mục “A” chứa các tệp hình ảnh DICOM từ ảnh chụp CLVT. Một vài gói thông tin đầu tiên trong tệp hình ảnh DICOM tạo thành tiêu đề. Nó lưu trữ thông tin bệnh nhân , các thông số thu nhận cho nghiên cứu hình ảnh, kích thước ma trận, không gian màu và một loạt thông tin phi mật độ bổ sung theo yêu cầu của máy tính để hiển thị hình ảnh chính xác. Tiêu đề được theo sau bởi một thuộc tính duy nhất ( 7FE0) chứa tất cả dữ liệu cường độ pixel cho hình ảnh. Những dữ liệu này được lưu trữ dưới dạng một chuỗi dài 0 và 1, có thể được tái tạo lại dưới dạng hình ảnh bằng cách sử dụng thông tin từ tiêu đề. Thuộc tính này có thể chứa thông tin liên quan đến một hình ảnh, nhiều khung hình của một nghiên cứu, hoặc vòng lặp cine, phụ thuộc vào phương thức đã tạo ra ảnh. Thông tin trong tiêu dề được tổ chức dưới dạng một chuỗi các thẻ không đổi và được chuẩn hóa. Các thẻ này được tổ chức thành nhóm Data Elements. Ví dụ nhớm “0010” có chứa thông tin bệnh nhân và có độ dài 92 bít. Nó chứa tên của bệnh nhân trong thẻ “0010-0010”, số định danh của bệnh nhân trong thẻ “0010-0020”, ngày sinh trong thẻ “0010-0030” vân vânTương tự như vậy, nhóm “0028” để mã hóa đại diện hình ảnh và chịu trách nhiệm thể hiện hình ảnh lên màn hình. 44 Làm cách nào để chuyển đổi một hình ảnh thành một hình ảnh có độ phân giải tối ưu. Khi một hình ảnh y tế được nhìn thấy trên màn hình, ta thấy thực chất đó là một tập hợp các điểm mẫu kỹ thuật số được gọi là pixel. Một pixel là đơn vị cơ bản của một hình ảnh kỹ thuật số. Độ phân giải của hình ảnh chủ yếu phụ thuộc vào tổng số pixel có trong ảnh, có thể lấy được bằng cách nhân số lượng pixel ngang và dọc trong ảnh. Ví dụ: hình ảnh CT scanner có tổng số là 262.144 pixel ( 0,25 megapixels) trong khi hình ảnh chụp X-Quang(CR) bao gồm 2048x2048 pixels(4 megapixels). Máy ảnh kỹ thuật số có độ phân giải trên 10 megapixel đã trở thành phổ biến hiện nay. Hình 2. 10: Độ phân giải của ảnh y tế 45 Một kiến thức phổ biến là hình ảnh chứa ít pixel hơn dường như có chát lượng kém, đặc biệt là khi được phóng to. Mặt khác, một hình ảnh chứa nhiều thông tin cần dung lượng bộ nhớ lớn hơn để lưu trữ và thời gian truyền và hiển thị lâu hơn. Nhu cầu về độ phân giải hình ảnh tốt trong chẩn đoán hình ảnh X-Quang được đánh giá cao nhất khi làm việc với hình ảnh X-quang tính toán, chụp X- quang tuyến vú kỹ thuật số hoặc ảnh kỹ thuật số. Đôi khi có thể cần phải lưu những hình ảnh này với độ phân giải tối ưu (thấp hơn) để đạt được sự cân bằng giữa chất lượng hình ảnh và kích thước file mong muốn. Độ phân giải tối ưu cho hình ảnh phụ thuộc vào việc sử dụng hình ảnh dự đoán. Thông thường, màn hình máy tính và máy chiếu kỹ thuật số có độ phân giải đầu ra thấp hơn nhiều so với máy ảnh laser hoặc máy in. Nếu 1 file được đọc trên máy tính xách tay 14 inch với màn hình hiển thị 1388 x 768 pixel. Độ phân giải khoảng 100 pixel mỗi inch(ppi). Tương tự, hầu hết các máy chiếu đều hỗ trợ màn hình 800 x 600 hoặc 1024 x 768 pixel. Powerpoint hỗ trợ độ phân giải mặc định lên tới 96 ppi. 2.3. VIỆC TRAO ĐỔI THÔNG TIN CỦA CHUẨN DICOM VỚI HL7 Việc trao đổi tài liệu số, những tài liệu đã được cấu trúc, sẽ hỗ trợ quy trình chăm sóc sức khỏe như thế nào: + Cải thiện được chất lượng báo cáo. + Kiểm soát nhập và kiểm tra các dữ liệu quan trọng. + Cấu trúc và ngữ nghĩa được xác định. + Chuyển đổi các quy trình báo cáo. + Khả năng tìm kiếm và phân tích mở rộng. Trải qua quá trình đặt nền móng và phát triển, chuẩn DICOM luôn quan tâm dành cho việc tạo các mối quan hệ đối với các chuẩn khác. 46 Bản đầu của tiêu chuẩn là dùng công nghệ ASTM. Giao thức Internet TCP/IP đưa vào năm 1993. Tại Mỹ, DICOM đã tham gia kết hợp với chuẩn y tế ANSI-HISBB mà từ đó DICOM đã tạo ra một chuẩn chung cấu trúc tên , các thông tin khám, do đó bắt đầu tiến trình kết nối với HL7 từ năm 2000. Hình 2. 11: CHUẨN DICOM VÀ CHUẨN HL7 47 2.4. TỔNG KẾT CHƯƠNG 2 Nhờ có chuẩn DICOM nên các thiết bị y tế liên quan đến chẩn đoán hình ảnh đã có một tiêu chuẩn chung cho việc mã hóa, truyền tải và lưu trữ hình ảnh. Mục đích chính của tiêu chuẩn DICOM là cho phép khả năng tương tác giữa các nhà cung cấp, giữa các thiết bị, và giữa các hệ thống thông tin xử lý hình ảnh kỹ thuật số, với điều kiện là tất cả các thiết bị đó đều tuân thủ yêu cầu của chuẩn DICOM. Nhờ có chuẩn DICOM , thiết bị máy y tế của nhà cung cấp “A” sẽ có thể gửi dữ liệu đến kho lưu trữ kỹ thuật số của nhà cung cấp “B” hoặc máy trạm của nhà cung cấp “C”, cũng có thể truy vấn và truy xuất thông tin từ máy chủ của nhà cung cấp “D”. Ngày nay, phần lớn các hệ thống hình ảnh y tế kỹ thuật số của tất cả các nhà cung cấp lớn (bao gồm thiết bị thu nhận, máy trạm, bộ phận lưu trữ, máy chủ, máy y tế, v.v..) hỗ trợ và tuân thủ các yêu cầu của chuẩn DICOM, tùy thuộc vào các dịch vụ họ triển khai. Ngoài ra, DICOM đã được chấp nhận và triển khai sâu rộng bởi các tổ chức y tế, bao gồm các bệnh viện công lập cũng như bệnh viện tư nhân, trung tâm chẩn đoán và phòng thí nghiệm với các quy mô khác nhau. 48 CHƯƠNG 3. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO ẢNH 3 CHIỀU TỪ ẢNH CHỤP CẮT LỚP CT 32 LÁT CẮT.