Técnicas de processamento de imagens auxiliadas por computador

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Técnicas de Processamento de Imagens Auxiliado por Computador.
Nomes: Fabíola Ester, Martha Maria Silva e Stefânia M. Vizaccro
Tecnologia em Sistemas Biomédicos
Disciplina: Informática Médica
Prof. Esp. Jean Daniel H. M. Andreazza
FACULDADE DE TECNOLOGIA DE BAURU
Sistemas de diagnóstico auxiliado por computador (CAD, de “computer-aided diagnosis”) são sistemas computacionais, muitas vezes acoplados a equipamentos médicos, com a finalidade de auxiliar na tomada de decisão a respeito de um diagnóstico. 
Também é definido como um diagnóstico realizado pelo especialista, utilizando o resultado de análises quantitativas automatizadas de imagens radiográficas como uma segunda opinião para tomada de decisões diagnósticas.
Introdução
Em geral, os sistemas CAD utiliza-se de técnicas provenientes de duas áreas do conhecimento, visando a extração e quantificação de atributos de uma imagem em formato digital:
1. Visão computacional: envolve o processamento de imagem para realce, segmentação e extração de atributos.
2. Inteligência artificial: inclui métodos para seleção de atributos, estatística e reconhecimento de padrões.
Sistemas CAD
Na visão computacional utilizam-se técnicas de processamento de imagens para realce e segmentação das lesões, conforme o tipo do exame. Por exemplo, utilizam-se propriedades de descontinuidade dos níveis de cinza, detecção de contorno, bordas ou segmentação para separação de regiões que apresentem determinada característica. Após o realce e segmentação, segue o processamento envolvendo a quantificação de atributos da imagem, como, tamanho, contraste e forma dos seus objetos constituintes.
Visão Computacional
Utiliza-se a inteligência artificial para distinção entre padrões normais e anormais. Esta área do conhecimento abrange técnicas de distribuições de probabilidade de classe, técnicas de análise de discriminante, métodos estatísticos e redes neurais.
Inteligência Artificial
DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) (ou comunicação de imagens digitais em medicina), é um conjunto de normas para tratamento, armazenamento e transmissão de informação médica (imagens médicas) num formato eletrônico, estruturando um protocolo.
Foi criado com a finalidade de padronizar a formatação das imagens diagnósticas como tomografias, ressonâncias magnéticas, radiografias, ultrassonografias etc. O padrão DICOM é uma série de regras que permite que imagens médicas e informações associadas sejam trocadas entre equipamentos de diagnóstico geradores de imagens, computadores e hospitais.
DICOM
	
O sistema de comunicação e armazenamento de imagem, conhecido pela sigla PACS (Picture Archiving and Communication System), compreende um sistema computacional responsável pela gerência da aquisição, transmissão, armazenamento, procura e visualização de imagens médicas.
	
	A implementação do sistema PACS trouxe algumas vantagens, como, possibilidade de acesso remoto ou simultâneo, economia, aumento da produtividade, manipulação de imagens, enfim, um melhor atendimento aos pacientes. O crescimento da demanda pelo sistema PACS é justificada pela tendência dos sistemas de aquisição de imagens passarem da tecnologia analógica para digital, redução dos custos dos computadores, crescimento da capacidade de processamento e armazenamento.
PACS
Tomografia Computadorizada: é um exame complementar de diagnóstico por imagem, que consiste numa imagem que representa uma secção ou "fatia" do corpo. É obtida através do processamento por computador de informação recolhida após expor o corpo a uma sucessão de raios X. Seu método principal é estudar a atenuação de um feixe de raios X durante seu trajeto através de um segmento do corpo; no entanto, ela se distingue da radiologia convencional por diversos elementos.
Exames
	Ressonância Magnética: é um exame para diagnóstico por imagem que retrata imagens de alta definição dos órgãos através da utilização de campo magnético. A ressonância magnética não utiliza radiação, porém uma vez que o aparelho tem um potente campo magnético é preciso tomar cuidado para o que não utilizar durante o exame como: jóias, objetos metálicos, maquiagem e outros.
	Conectado a um computador, o aparelho de ressonância magnética fornece “fotografias” tão nítidas do interior do corpo que permitem ao médico ter uma excelente visão dele. Ainda mais: pode virtualmente fatiá-lo e fornecer “fotografias” de cada uma dessas fatias. Assim, a ressonância magnética tornou-se o mais moderno e o mais perfeito exame de diagnóstico por imagem, fornecendo imagens em alta definição dos órgãos internos do corpo através da utilização de um campo magnético.
	Ultrassonografia: é um método de diagnostico que aproveita o eco produzido pelo som para ver em tempo real as reflexões produzidas pelas estruturas e órgãos do organismo.
	Os aparelhos de ultrassonografia em geral utilizam uma frequência variada dependendo do tipo de transdutor, desde 2 até 14MHZ, emitindo através de uma fonte de cristal pizoeletrico que fica em contato com a pele e recebendo os ecos gerados que são interpretados através da computação gráfica, quanto maior a frequência maior a resolução obtida.
A radiologia convencional ou radiografia convencional foi o primeiro método de imagem a ser introduzido. Nele é necessário um chassi com écran e filme radiográfico. O filme é colocado dentro do chassi, o chassi é posicionado dentro da gaveta bucky na mesa ou na estativa, dependendo do exame.
O objetivo do processamento radiográfico é transformar a imagem latente em imagem visível. Na radiologia convencional o processamento radiográfico é realizado através de substâncias químicas.
Na radiologia computadorizada é utilizada o mesmo mecanismo para formação de imagem da radiologia convencional, porém, o chassi com filme-écran é substituído por um placa de fósforo e não é necessário a câmara escura.
O chassi é posicionado na gaveta bucky antes do exame ser realizado. A energia dos raios-x é disparada em direção ao paciente e interage com a estrutura a ser visualizada e com o chassi. No chassi, o fósforo é ionizado e armazena elétrons de alta energia, diferenciando os tecidos do corpo irradiado no exame, assim como os haletos de prata na radiologia convencional.
Na radiologia digital ou radiografia digital não é utilizado chassis, como na radiografia computadorizada. O aparelho de radiografia digital é diferente dos aparelhos utilizados na radiografia computadorizada e radiografia convencional. O exame é realizado da mesma maneira, o paciente é posicionado para o exame, porém, o aparelho possui um arco, no final do arco tem o receptor de imagem. O receptor de imagem é móvel, podendo ser movimentado de acordo com o exame pretendido.
Esse sistema funciona por conta de três elementos: captura, detecção e acoplamento.
SEIXAS, F. L. Diagnóstico Auxiliado por Computador. Disponível em:<http://www.midiacom.uff.br/~debora/fsmm/trab-2005-2/CAD.pdf > Acesso em: 17 nov. 2016
DICOM. Disponível em:<https://pt.wikipedia.org/wiki/DICOM> Acesso em: 16 nov. 2016
Referências