DIGITAL X-RAY IMAGING

Siti Masrochah, S.Si.MKes

Staf Pengajar Jur. Tek. Radiodiagnostik & Radioterapi

Sejarah perkembangan

Awal 70s

DF (Digital Fuoroscopy);

Med. Phys Univ. Wisconsin dan Arizona, mengidentifikasi Digital x-ray imaging system 1 dekade kemudian dilanjut oleh peneliti-2 bersama-sama dgn Produsen alat sinar-X mengembangkan DF :

Serial dinamic image

Kamera

Monior

Video signal

Fuoroscopy + II Manipulasi + Rekonstruksi

High contrast substraction image Post-CM

Sejarah perkembangan

Akhir 70s (Contd)

DR (Digital Radiography) SPR (Scanned Projection Radiography)

Static images

Manipulasi + Rekonstruksi signal

Adaptive Array Detector

Monitor TV

Sejarah perkembangan

Akhir 70s (Cond)

FCR (Fuji Computed Radiography) Mirip DR image receptor memakai;

Imaging plate Thin-Film transistor (TFTs) menggani Screen/Film, tetapi tidak mengganikan Grid Manipulasi + Rekonstruksisignal

I P

Image reader

Monitor TV

Image Formation & Image Representation

(Castelman Theory);

Gambar (image), adalah subset (kumpulan data yang menggantikan) suatu obyek secara keseluruhan Di dlm setiap kumpulan data pengganti terdiri dari subset-2 lainnya; contoh:

Visible images (lukisan, gambar, fotograf) Optical images (Halogram)

Image Formation & Image Representation

(Castelman Theory)- (Contd);

Nonvisible physical images (suhu, tekanan) Mathmatical images ( fungsi-fungsi kontinu dan diskrit);

Bentuk fungsi kontinu representasi Gel. Sinus (analog signals atau analog images) Bentuk fungsi diskrit representasi Numerik (digital images)

Analog image

royeksi Radiografi

3D2DGambar latent pada X-ray film

Analog image

Radiograph

Analog distribution B & W Density readings

Continuous images Representasi distribusi kontinu dari intensitas cahaya sebagai suatu fungsi dari posisi pada radiograf

Digital image

royeksi Radiografi

3D2DGambar latent elektronik Pada detektor

Akuisisi -Digital

deteksi radiasi image *(Contoh-Gas Det )

output

Xenon Gas Chamber (30 atm)

Digital imageDigital Radiograph Digital/numeric

Discrete images Representasi distribusi diskrit/numerik dari intensitas cahaya sebagai suatu fungsi dari posisi pada radiograf

Prosessing

Digital image Processing

Siti Masrochah, S.Si.MKes

Staf Pengajar Jur. Tek. Radiodiagnostik & Radioterapi

Digital image Processing(PENGERTIAN)INPUT IM AGE OUTPUT IM AGE

ANALOG

ANALOG PROCESSING DIGITAL PROCESSING

ANALOG

Rangkaian aksi atau operasi Yang mengarah pada suatu Hasil yang spesifik (Castleman)RECONSTRUCTION

DIGITAL

DIGITAL

ANALOG IMAGE

DIGITIZATION

DIGITAL

DIGITAL PROCESSING

DIGITAL

VISIBLE PHYSICAL IMAGE

RECONSTRUCTION

Mengapa Image didigitalisasi .. ?

Tujuan utama:

Images dapat diproses oleh sebuah komputer, alhasil, banyak manfaat/kelebihan yang dapat didayagunakan;

1) Image enhancement 2) Image restoration 3) Image analysis 4) Image detection 5) Pattern recognition 6) Geometric transformation 7) Data compression

Manfaat/kelebihan digital images1) Image enhancement Images tampilan/visual lebih menyenangkan bagi Observer Beberapa karakteristik images dapat dienhance improve kualitas images secara menyeluruh

2) Image restoration Poor images dapat difilter untuk menghilangkan noise yang tidak diinginkan Filter juga membantu dalam menghilangkan detail halus images yang tidak dibutuhkan (dikenal dgn teknik Smooting)

Manfaat/kelebihan digital images3) Image analysis(scene analysis) Proses pencarian; mengekstarak informasi yg terkandung pada obyek-2 apapun yg ditampilkan tanpa meletakan interpretasi terhadap hasil pencarian nya

4) Image detection Memungkinkan Observer; untuk melihat pd bentuk2 spesifik, kontour-2 atau tekstur-2 scr bersamaan Tanpa terngganggu oleh fitur-2 lain nya dari images

Manfaat/kelebihan digital images5) Pattern recognition Komputer dapat melihat struktur-2 dan juga mengidentifikasi pattern-2 pada images

7) Data compression; Mengkopresi digital images Mereduksi banyaknya data yg membentuk images Berguna dan penting untuk tujuan penyimpanan (storage) dan pengiriman (transmission) images

6) Geometric transformation Images dapat di rotasikan maupun di skalakan dengan cara menganti psisi dari pixel-2 images

Karakteristik digital image1. Matrik image: 1. Matrik image:

Layout dari sel dalam baris & kolom Setiap sel merepresentasikan lokasi spesifik dlm image Angka-2 merepresentasikan Brightness atau Intensity dari lokasi tsb. Setiap sel matriks PIXEL (Picture PIXEL (Picture element) element)

Karakteristik digital image

(Contd):

Dalam digital X-ray imaging, nilai PIXEL menetukan Brightness Nilai PIXEL bersifat relatip, digunakan untuk; Substraksi image Menemukan kontras image Contoh:Komposisi Tissues

CT HU MRI,USG,NM Numerik

Karakteristik digital imageMATRIKS IMAGEKolom1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Angka dalam sel imejiner

37 63 82 7 16 12 18 98 31 22 42 8 39 73 3 14 48 66 53 49 28 82 71 33 19 A 10 x 10 B 5 x 5 C

B a r i s

Karakteristik digital imageMATRIKS IMAGE, FOV, RESOLUSI IMAGEUkuran Matriks Ukuran Matriks Digital imaging Digital imaging image = FOV (Field of View) image = FOV (Field of View) 512 X 512 512 X 512 1024 x 1024 1024 x 1024

Ukuran Matriks image Ukuran Matriks image

Spatial Resolution Spatial Resolution

Karakteristik digital imageMATRIKS IMAGE, FOV, RESOLUSI IMAGEFOV yang sama FOV yang sama

Matrik Matrik Image Kecil Image Kecil

Matriks Image Matriks Image Besar Besar

Spatial Resolution .. ?? Spatial Resolution .. ??

Karakteristik digital image2. Spatial Resolution 2. Spatial Resolution (SP): (SP):

FOV SP-DR = Matrix

Digital RADIOGRAFI Digital RADIOGRAFI (DR) (DR) FOV FOV UKURAN MATRIKS UKURAN MATRIKS Digital FLUOROSCOPY Digital FLUOROSCOPY (DF) (DF) Ukuran Image Ukuran Image Intensifier Intensifier UKURAN MATRIKS UKURAN MATRIKS

II Size SP-DF = Matrix

Karakteristik digital image3. Dynamic range:

Suatu sistem imejing men-display-kan image dalam rentang warna gelap atau cerah (Gray Scale) Pada kondisi kontras image tinggi mungkin sedikit informasi yang dapat ter-display-kan Pada kondisi kontras image yang baik sarat informasi, karena setiap pixel yang ter-display-kan merepresentasikan rentang tingkat warna atau dynamic range (B or W) yang relatip luas

Karakteristik digital image

(Contd): Kemapuan Manusia membedakan s/d 2 skala perbedaan

5

= 32

Kemampuan Komputer > Manusia dalam membedakan dynamic range

Contoh:

Dynamic range dari transmisi Sinar-X post obyek adalah lebih besar dari 2 10 , dapat di bedakan oleh sistem imejing berbasis digital

Karakteristik digital imageSistem kontrol windowing terhadap kontras dan OD images1000 120

120 20 0

WINDOW WIDTH

20 WINDOW LEVEL

-1000

LUT(Look Up Table) Input-Output diplot dalam Grayscale

Proses digitalisasi image

3 langkah proses digitalisai image:1. 2. 3.

Scanning Sampling Quantization

Proses digitalisasi image1. Scanning:

Original transparent Picture Picture divided Matrix Scanned transparent Picture

Picture Element

Proses digitalisasi image2. Sampling:Pengukuran Brightness level setiap PIXEL pada image secara keseluruhanspot Light

Scanned Picture

Picture Element

PMTAnalog Signals

Transmitted light

Proses digitalisasi image

(Contd):

Hasil sampling pemilahan signal Makin banyak pemilahan signal makin besar tingkat akurasi konversi ADC Satuan ukuran pemilahan signal = Bit

1 bit 0 atau 1 1 bit ADC, 1 signal dipilah menjadi 2 bagian (21 = 2) 2 bit ADC, 2 signal dipilah menjadi 2 bagian lagi (22 = 4) dst

Proses digitalisasi image

Contd):Original Analog signals Original Analog signals

Good sampling

Poor sampling

Accurate representation

Misrepresentation

Proses digitalisasi image3. Quantization:Spot Light Digital image processing

Representasi Numerik image

LUTPMTElectrical (Analog) Signals Integer to 0, + or number(Look Up Table) Input-Output diplot dalam Grayscale

Gray Scale

Se ya .. with a more fabulous feature of digital imaging .. Se ya .. with a more fabulous feature of digital imaging ..