NOTA - POST PROCESSING - Xrayconsult

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NOTA - POST PROCESSING

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POST PROCESSING





POST PROCESSING
Lo sviluppo e l’implementazione di sistemi informativi di supporto e di memorizzazione, hanno dato alla radiologia gli strumenti dell’archiviazione elettronica e della trasmissione dei dati a distanza.  Il grande vantaggio della radiologia digitale rispetto a quella convenzionale è individuabile nel fatto che l’acquisizione dell’immagine, la rivelazione dell’immagine latente, la visualizzazione, documentazione e archiviazione dell’esame sono processi separabili e quindi singolarmente ottimizzabili.  Nella radiologia analogica invece, cosi chiamata in contrapposizione a quella digitale, questi momenti sono concatenati in un unico processo e con limitate possibilità di interventi migliorativi.  La grande flessibilità dei sistemi digitali consente di intervenire sulle singole fasi di produzione di un esame diagnostico con il fine di ottenere un elevato rapporto qualitativo dell’ immagine e conseguente miglioramento dell’esame.  L’ampia latitudine di esposizione e la linearità di risposta ai raggi X dei sistemi digitali restituiscono una grande tolleranza permettendo di ridurre il numero di esposizioni ripetute per immagini inadeguate.  Il post processing mediante algoritmi di elaborazione rende possibile qualsiasi trasformazione dell’immagine migliorandone l’interpretabilità e la sua valenza diagnostica.  Sono possibili operazioni di zooming, windowing, misurazioni di distanze, regolazione di luminosità, contrasto e esaltazione dei contorni.  I sistemi per radiografia digitale, specialmente se inseriti in un contesto “tutto digitale”, risolvono le problematiche legate al flusso di lavoro e alla produttività, minore tempo di attesa per lo sviluppo delle pellicole, abbattimento dei costi per apparecchiature e personale tecnico. Inoltre l’alta integrabilità tra le apparecchiature e i sistemi informatici, rende facile e affidabile l’archiviazione e il richiamo delle immagini.  Lo sviluppo delle reti informatiche rende possibile l’invio delle informazioni e delle immagini anche a grande distanza.  Grandi volumi di dati possono essere conservati in archivi digitali con piccolo ingombro fisico.  Infine l’eliminazione dei chimici di sviluppo e fissaggio risolve le problematiche ambientali e di smaltimento rifiuti ad essi correlate.

       
Visione dell'immagine                                    Misure e indicazioni


    
 Scala dei livelli di grigio                                        Amplificazione dettaglio

Il processore di immagini rappresenta un potente ed indispensabile strumento per il trattamento digitale delle immagini radioscopiche che consente di esaltare i particolari di interesse ed il potere informativo delle immagini provenienti dal sistema di ripresa facilitando enormemente il compito di valutazione dell'operatore e consentendo l'individuazione di difetti di dimensioni estremamente ridotte.


Filtri digitali

La possibilità di ottenere un significativo incremento della qualità diagnostica dell’esame in fase successiva all’acquisizione (post-processing) è una peculiarità della radiologia digitale; quella convenzionale, invece, non consente nessun tipo di rielaborazione, costringendo l’operatore a modificare i parametri fisico-tecnici di operazione e ad acquisire ulteriori immagini, nel caso la prima ottenuta non sia sufficiente ai fini diagnostici.  
Le possibilità applicative della radiografia digitale comprendono le funzioni gestionali (archiviazione, trasmissione, recupero, etc.) e quelle elaborative, miranti alla ricostruzione “pilotata” dell’immagine per renderla più rispondente alle esigenze del controllo da effettuare.


HDR - Filtri

Immagine originale ai raggi-X                        Filtro Medio                                           Filtro elevato                 

Come evidenziato nella figura HDR filtri viene presentato il confronto fra un'immagine originale ed due immagine processate con il filtro, dove si può riscontrare una miglior visione migliore e maggior contrasto e dettagli più evidenti con due differenti gradi d'impostazioni.  
Grazie alle elevate prestazioni delle nuove schede video adottate, il processore di immagini consente di visualizzare in tempo reale sul monitor del computer l'immagine dell'oggetto ispezionato.
L'immagine può cosi essere memorizzata e quindi elaborata secondo le diverse esigenze.


Le principali operazioni disponibili su questo tipo di processore d’immagini sono le seguenti:
      • Integrazione statica e dinamica da 2 a 256 frames per ridurre il livello di rumore dell'immagine.

      • Filtri spaziali per l’esaltazione e/o evidenziazione dei bordi. Questi filtri possono essere applicati sia sull'immagine diretta che su quella memorizzata.

      • Visualizzazione contemporanea di più immagini acquisite per una facile ricerca dell'immagine desiderata.

      • Sottrazione di un'immagine di riferimento dall'immagine acquisita per evidenziarne le differenze.

      • Zoom dell'immagine fino a 4 volte con possibilità di scelta della zona da ingrandire (scrolling).

      • Regolazione di contrasto e luminosità digitali.

      • Visualizzazione tridimensionale dell'immagine 3D.

      • Stampa, é possibile stampare l'immagine memorizzata tramite una stampante ad alta risoluzione.


Automazione del processo di elaborazione delle immagini: nel caso di controllo di numerosi oggetti dello stesso tipo, é possibile definire e memorizzare delle sequenze di elaborazione che possono poi essere facilmente richiamate ed applicate con specifici tasti funzione. Questa funzione rende estremamente semplice e veloce l'esecuzione di elaborazioni ricorrenti. Sull'immagine elaborata é poi possibile effettuare direttamente operazioni di analisi e misura quali:
      • Misura di intensità: permette la misura del livello di grigio in un punto, lungo una linea o in un'area selezionata. I livelli di grigio vengono visualizzati per mezzo di un grafico.
      • Misura dimensionale: permette di misurare perimetri, aree e distanze sull'immagine dopo aver opportunamente calibrato il sistema con un'apposita procedura che associa una misura nota alla corrispondente rilevata su un'immagine.
      • Istogramma: permette di visualizzare la distribuzione dei livelli di grigio di un'immagine. L'istogramma è applicabile sia ad immagini live che memorizzate. Le misure eseguite sull'immaginesono salvabili su file ASCII o esportabili come fogli Excel per ulteriori elaborazioni.
      • Istogramma: permette di visualizzare la distribuzione dei livelli di grigio di un'immagine. L'istogramma è applicabile sia ad immagini live che memorizzate. Le misure eseguite sull'immaginesono salvabili su file ASCII o esportabili come fogli Excel per ulteriori elaborazioni.

E' possibile sovrapporre all'immagine commenti e simboli che vengono memorizzati separatamente dall'immagine stessa cosi che questa non venga alterata.
Le immagini possono essere salvate nei più comuni formati (BMP, TIFF, ecc) e memorizzate sul supporto magnetico, Hard Disk, o su CD ROM.
E' altresì possibile importare immagini precedentemente memorizzate ed elaborare ulteriormente.  
Il computer utilizzato é predisposto per il collegamento in rete ed é possibile integrare il sistema all'eventuale sistema di gestione della movimentazione per la completa automazione delle operazioni di manipolazione del pezzo e di acquisizione ed elaborazione delle immagini relative alle varie posizioni di controllo.


INTRODUZIONE AI DATABASE
Per comprendere appieno cos'è un Data Base e quali sono i vantaggi legati al suo impiego, soprattutto nel settore gestionale, necessario definire in modo esatto e preciso cosa si intende per:
      • Data Base;
      • Data Base Management System (DBMS).

Un Data base può essere definito come un insieme di dati strettamente correlati, memorizzati su un supporto di memoria di massa, costituenti un tutt'uno, che possono essere manipolati, da più programmi applicativi; oppure possiamo dire che è un sistema di gestione di dati integrati, ricompilati e immagazzinati secondo precisi criteri, necessari all'attività che si deve svolgere.
I programmi di gestione di Data Base realizzano una serie di operazioni che consentono l'accesso a dati immagazzinati in un PC e che ne permettono altresì una certa manipolazione.
Tali operazioni consistono fondamentalmente in: immissione e cancellazione di dati, modifica di dati già introdotti, ricerca di dati attraverso criteri definiti dall'utente, ordinamento e classificazione dei dati singolarmente o secondo vari criteri, stampa di rapporti o relazioni.
Invece,
Un Data base Management System (DBMS) è un sistema software per la gestione di basi dati; esso si occupa dell'aggiornamento, della manutenzione e della consultazione di un insieme di registrazioni contenute in un supporto di memoria di massa.  
Ovviamente, tra Data Base e DBMS esiste una forte interazione, per cui spesso si tende a considerarli due parti distinte di un unico oggetto: il DBMS rappresenta la parte attiva, il Data Base quella passiva, sulla quale il DBMS opera.

L'utilizzo di un programma di Data Base presenta i seguenti vantaggi:
      • permette un "uso amichevole" delle procedure di gestione di facile utilizzo all'utente, rendendo trasparenti allo stesso tutti i dettagli fisici del programma;
      • evita la programmazione per compiti comuni: il programma incorpora una serie di funzioni che consentono di svolgere operazioni senza la necessità di un linguaggio di programmazione; riduce le ripetitività: basti pensare agli archivi (cartacei) delle biblioteche, in cui i volumi sono ordinati per autori e per titoli;
      • un Data Base permette di relazionare dati tra loro, ciò che riduce di molto le duplicazioni;
      • riduce i costi: i Data Base sono prodotti standard, per questo risultano più economici di applicazioni su misura;
      • garantisce un certo livello di sicurezza, soprattutto in ambienti multiutente.

La prima considerazione da fare è che un database non è un archivio statico, nel senso di un deposito nel quale immagazzinare dati e dimenticarsene, anzi, assomiglia a un grande negozio nel quale entrare di continuo per cercare notizie e informazioni.  
Come in un negozio, anche gli scaffali (in questo caso contenitori di dati) di un database vengono continuamente aggiornati.  
Se si cercano informazioni in un grosso archivio, nel quale i dati sono semplicemente conservati senza criterio, prima o poi si riuscirà a trovare ciò che si desidera (posto che sia stato prima inserito), ma ci si impiegherà molto tempo.  
Un database efficiente, invece, deve essere organizzato al meglio per riuscire a individuare le informazioni che occorrono all’utente nel minor tempo possibile.



TIPI DI DATABASE
Possiamo indicare che esistono due modi di suddividere e gestire l’informazione: gestori di file e database relazionali.

      • Gestori di file: ogni base di dati è rappresentata da un file, che si divide in record: il record rappresenta uno degli elementi che si desidera registrare, ed è composto a sua volta da campi, cioè informazioni elementari che caratterizzano ogni entità da classificare.  
        Con un gestore di file, ogni informazione si immagazzina in un unico file e le operazioni sui dati interessano un solo record per volta.
      • Database relazionali: si presentano in forma tabellare in cui le righe rappresentano i record e le colonne rappresentano i campi.  
        Le operazioni realizzate con questo tipo di database riguardano le tabelle e non i record individuali, come nel caso dei gestori di file.

Oggi i principali database in circolazione sono di tipo relazionale, ciò perché praticamente tutti gli insiemi di dati che corrispondono a entità complesse organizzate come imprese, scuole, associazioni varie implicano collegamenti tra i vari dati ad esempio: ai fornitori sono collegate le merci, agli alunni i corsi, e così via.

La norma fondamentale per stabilire relazioni tra tabelle, cioè tra contenitori di dati correlabili, è che il campo di collegamento non deve avere ripetizioni, ossia ogni record deve potere essere identificato in maniera univoca.  
Il campo che permette l’identificazione di ogni record e detto chiave primaria e deve essere comune alle tabelle che si intende correlare.  
In una tabella di database, quindi, i record sono le righe, le colonne i campi.  
Un database può contenere varie tabelle ed esse possono essere collegate tra di loro.  
Altra caratteristica fondamentale dei database relazionali è che possono essere interrogati tramite SQL, acronimo di Structured Query Language: è il linguaggio universale per la creazione, manipolazione e gestione di un database e dei dati contenuti che, pur presentando varianti da caso a caso, è divenuto uno standard.  
Grazie a SQL siamo in grado di compiere molteplici operazione sui dati ed estrarre le informazioni che più ci interessano.

I SISTEMI INFORMATIVI
I sistemi informativi hanno in genere la funzione di coordinare la raccolta, la gestione, la presentazione e lo scambio delle informazioni.  
In un’organizzazione o un reparto di radiologia, un sistema informativo ha il fine di consentire la gestione delle informazioni utili, per comprendere lo stato di funzionamento dell’organizzazione stessa; un sistema informatico è la componente automatizzata del sistema informativo.  
Nel mondo attuale si tende a sfumare le distinzioni tra sistema informativo e sistema informatico, perché non sembra possibile che l’uno possa esistere senza l’altro.  
D’altra parte un sistema informatico risulta del tutto inutile, se non esiste prima una corretta e precisa opera di raccolta dell’informazione: in molti casi la mancanza o l’inesattezza delle informazioni è dovuta a deficienze organizzative, e non a quelle del sistema informatico.

DISPOSITIVI DI ACQUISIZIONE
Le stazioni di lavoro o workstations sono i luoghi deputati alla interpretazione dell'esame e alla elaborazione delle immagini; sono dotate di un sistema di monitor nei quali sono visualizzate le immagini radiologiche.  
Queste postazioni sono l’archivio di primo livello, detto anche “locale ” dove la consultazione delle immagini, anche quelle pregresse, avviene in tempo reale.  
Le workstations possono configurarsi all’interno di tre campi di azione: consultazione , analisi /inserimento commenti e memorizzazione o invio immagini a un server centrale se disponibile.  
Sono fondamentalmente rappresentati da un computer di acquisizione, ovvero di collegamento tra il sistema di imaging systems (sistemi di acquisizione come Digitalizzatori, Intensificatori di Brillanza, Flat Panel, Computed Radiography, ecc.), e la console di controllo o postazione remota.  
La necessità di avere dei computer di collegamento deriva dal fatto che gli imaging systems non possiedono i necessari programmi di comunicazione e di coordinazione, che sono invece installati nel computer locale.  
I computer di acquisizione delle immagini hanno tre primarie funzioni: acquisiscono le immagini dagli imaging systems, le convertono in un formato standard e le trasferiscono a un monitor per la visione da parte dell’operatore e successiva analisi oppure memorizzazione e archiviazione.  
Nei sistemi più moderni i computer di acquisizione possono essere equipaggiati di software per il riconoscimento automatico del difetto e loro successiva analisi di scarto automatizzato.  
Nonostante la crescente presenza di sistemi intrinsecamente digitali rimane il problema della digitalizzazione delle immagini convenzionali radiologiche.  
Sono perciò inclusi nei sistemi di acquisizione i sistemi basati su piastre ai fosfori (CR - Computed Radiography), digitalizzatori di film (FD - Film Digitizer) e i Frame Grabber (FG), per la cattura di immagini video.

MEMORIE DI MASSA
Con i sistemi digitali si è venuta a creare un nuovo modo di lavorare, l’utilizzo dei supporti di acquisizione dei dati “software” e nella loro conservazione nel tempo, fondamentale è la sicurezza della loro integrità sia al momento del salvataggio che nel tempo.  
La possibilità di rotture della “memoria di massa” può provocare la perdita di notevoli quantità d’immagini con costi e tempi elevati.  
Con il termine memoria di massa ci si riferisce alla parte di memoria non volatile di un elaboratore, che consente l'immagazzinamento dei dati in periferiche “hardware” del computer.  
Il tipo di supporto più utilizzato è quello a disco, che permette un accesso rapido ai dati memorizzati, mentre in passato sono stati molto importanti anche i nastri magnetici, graditi a suo tempo per la loro economicità in rapporto alla quantità di dati memorizzabili.  
Tuttavia, il futuro delle memorie di massa sembra essere rappresentato dalle memorie solide, ovvero da sistemi di memorizzazione elettronica allo stato solido (senza componenti meccanici).

Si possono distinguere due classi fondamentali di dispositivi di memoria in base al metodo di accesso consentito:
      • ad accesso sequenziale (ad esempio, nastri): per cercare un dato è necessario accedere a tutti quelli che lo precedono sul dispositivo;
      • ad accesso diretto ai dati (dischi), grazie a un sistema di porzioni (blocchi) del dispositivo.
Nel caso di dispositivi magnetici (nastri o dischi) l’informazione è presente in memoria come stato di magnetizzazione, che può essere positivo o negativo (codifica binaria).
Nel caso di dispositivi ottici (CD ROM, DVD) l’informazione è presente in memoria come stato di polarizzazione del materiale.

I parametri principali che caratterizzano una memoria di massa sono i seguenti:
      • Capacità di memorizzazione dei dati, cioè la quantità di dati che la memoria di massa `e in grado di contenere.  
        Tale parametro si misura in byte o multipli di byte (tipicamente Megabyte MB, Gigabyte GB o Terabyte TB);
      • Tempo di accesso, cioè il tempo medio impiegato dal dispositivo di memorizzazione per iniziare la lettura di un certo insieme di dati.  
        Tale parametro si misura tipicamente in millisecondi;
      • Velocità di trasferimento dei dati, cioè la velocità alla quale i dati sono trasferiti dalla memoria di massa alla memoria centrale (RAM) del computer.  
        Tale velocità si misura in byte (o multipli di byte) al secondo.
In questo nota preso in in considerazione solo i dischi magnetici e dischi ottici tralasciando tutti gli altri essendo diventati obsoleti oppure con tempi di risposta elevati.



Brigida Michele                Email: brigida.michele@xrayconsult.it
Via Uboldo 2/c - 20063
Cernusco sul Naviglio (MI)          Tel.:   338 3688709
P.I. IT08888640961                         Skype: brigida.michele

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