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Procesamiento de Imágenes: introducción Stéren Chabert, Ph.D. Universidad de Valparaíso Departamento de Ingeniería Biomédica

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Procesamiento de Imágenes: introducciónStéren Chabert, Ph.D.

Universidad de ValparaísoDepartamento de Ingeniería Biomédica

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Manipulación de contraste

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•Ejemplo MATLAB

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Segmentación

•Ejemplo (TT Alejandro Veloz)

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Glioblastomas Multiformes en IRM

•Tumor cerebral maligno con la mayor tasa de mortalidad y morbilidad.

•Tercera causa de muerte en adultos y la segunda en niños.

•Características imagenológicas▫Heterogeneidad de señal en IRM.

▫Definición difusa de los bordes.dificulta su diagnóstico dificulta su diagnóstico

anatómico preciso.anatómico preciso.

expresión de varios expresión de varios dominios tumorales.dominios tumorales.

Fuente: Alberts et al., “Molecular Biology of the Cell”, 4th edition.Imagen ponderada en T1 con contraste Gadolinio

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Descripción del conjunto de imágenes disponibles

Plano axial:• T1 con inyección de

contraste gadolinio (secuencia SE).

• T1 (secuencia FLAIR).• T2 (secuencia FSE).

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Es un algoritmo que busca directamente Es un algoritmo que busca directamente nn regiones en una imagen que cumplan regiones en una imagen que cumplan alguna propiedad alguna propiedad PP preestablecida. preestablecida.

Algoritmo Crecimiento de Regiones

niRi ..., ,1 para ,V)(P

DefiniciónDefinición

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Algoritmo Crecimiento de Regiones

128126143128126130126143128126

127127142 83 82 77 76

128129136

123125 79 75 67 83 67 75

141128

125 78 76 67 83 67 69 78

142139

113 84 78 69 74 78 84 83

126127

124 75 67 83 67 69 75 75

136123

132144 63 68 63 77 78

125128125

145123145137 82 78 79 73

139113

143125126142143128126130126129

132113128131132130126143128126

Principio básico:Principio básico:

Se comienza con la Se comienza con la selección de selección de nn puntos puntos generadores generadores ggii, ,

ii = { = {1, …, i,…, n1, …, i,…, n}}

Implementación algoritmoImplementación algoritmo

Xuan, 1995Xuan, 1995

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Algoritmo Crecimiento de Regiones

128126143128126130126143128126

127127142 83 82 77 76

128129136

123125 79 75 67 83 67 75

141128

125 78 76 67 83 67 69 78

142139

113 84 78 69 74 78 84 83

126127

124 75 67 83 67 69 75 75

136123

132144 63 68 63 77 78

125128125

145123145137 82 78 79 73

139113

143125126142143128126130126129

132113128131132130126143128126

Principio básico:Principio básico:

gg11

gg22

AA11

AA22

Se comienza con la Se comienza con la selección de selección de nn puntos puntos generadores generadores ggii, ,

ii = { = {1, …, i,…, n1, …, i,…, n}}Cada generador Cada generador

seleccionado constituye seleccionado constituye una región inicial una región inicial AAii

Implementación algoritmoImplementación algoritmo

Xuan, 1995Xuan, 1995

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Algoritmo Crecimiento de Regiones

128126143128126130126143128126

127127142 83 82 77 76

128129136

123125 79 75 67 83 67 75

141128

125 78 76 67 83 67 69 78

142139

113 84 78 69 74 78 84 83

126127

124 75 67 83 67 69 75 75

136123

132144 63 68 63 77 78

125128125

145123145137 82 78 79 73

139113

143125126142143128126130126129

132113128131132130126143128126

Principio básico:Principio básico:

A cada región A cada región AAii se se agregarán todos agregarán todos aquellos vóxeles vecinos aquellos vóxeles vecinos que cumplan un criterio que cumplan un criterio de similitud de similitud predefinido.predefinido. } ..., {1, V,)(A niP

i

Implementación algoritmoImplementación algoritmo

Xuan, 1995Xuan, 1995

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Algoritmo Crecimiento de Regiones

128126143128126130126143128126

127127142 83 82 77 76

128129136

123125 79 75 67 83 67 75

141128

125 78 76 67 83 67 69 78

142139

113 84 78 69 74 78 84 83

126127

124 75 67 83 67 69 75 75

136123

132144 63 68 63 77 78

125128125

145123145137 82 78 79 73

139113

143125126142143128126130126129

132113128131132130126143128126

Principio básico:Principio básico:

V),(min),()(8

TgvgvdgxgxdP

xNvixixii

x

A cada región A cada región AAii se se agregarán todos agregarán todos aquellos vóxeles vecinos aquellos vóxeles vecinos que cumplan un criterio que cumplan un criterio de similitud de similitud predefinido.predefinido.

Implementación algoritmoImplementación algoritmo

Xuan, 1995Xuan, 1995x: vóxel evaluado - gi: generador i seleccionadovx: vóxeles en la vecindad 8 de x - T: umbral

seleccionadoV: verdadero - : operador lógico and

V

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Algoritmo Crecimiento de Regiones

128126143128126130126143128126

127127142 83 82 77 76

128129136

123125 79 75 67 83 67 75

141128

125 78 76 67 83 67 69 78

142139

113 84 78 69 74 78 84 83

126127

124 75 67 83 67 69 75 75

136123

132144 63 68 63 77 78

125128125

145123145137 82 78 79 73

139113

143125126142143128126130126129

132113128131132130126143128126

Principio básico:Principio básico:

El crecimiento de la El crecimiento de la región se controla región se controla seleccionando el umbral seleccionando el umbral T.T.

V),(min),()(8

TgvgvdgxgxdP

xNvixixii

x

Implementación algoritmoImplementación algoritmo

Xuan, 1995Xuan, 1995

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Algoritmo Crecimiento de Regiones

128126143128126130126143128126

127127142 83 82 77 76

128129136

123125 79 75 67 83 67 75

141128

125 78 76 67 83 67 69 78

142139

113 84 78 69 74 78 84 83

126127

124 75 67 83 67 69 75 75

136123

132144 63 68 63 77 78

125128125

145123145137 82 78 79 73

139113

143125126142143128126130126129

132113128131132130126143128126

Principio básico:Principio básico:

V),(min),()(8

TgvgvdgxgxdP

xNvixixii

x

El crecimiento de la El crecimiento de la región se controla región se controla seleccionando el umbral seleccionando el umbral T.T.

Implementación algoritmoImplementación algoritmo

Xuan, 1995Xuan, 1995

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Algoritmo Crecimiento de Regiones

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127127142 83 82 77 76

128129136

123125 79 75 67 83 67 75

141128

125 78 76 67 83 67 69 78

142139

113 84 78 69 74 78 84 83

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124 75 67 83 67 69 75 75

136123

132144 63 68 63 77 78

125128125

145123145137 82 78 79 73

139113

143125126142143128126130126129

132113128131132130126143128126

Principio básico:Principio básico:

V),(min),()(8

TgvgvdgxgxdP

xNvixixii

x

El crecimiento de la El crecimiento de la región se controla región se controla seleccionando el umbral seleccionando el umbral T.T.

Implementación algoritmoImplementación algoritmo

Xuan, 1995Xuan, 1995

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Algoritmo Crecimiento de Regiones

128126143128126130126143128126

127127142 83 82 77 76

128129136

123125 79 75 67 83 67 75

141128

125 78 76 67 83 67 69 78

142139

113 84 78 69 74 78 84 83

126127

124 75 67 83 67 69 75 75

136123

132144 63 68 63 77 78

125128125

145123145137 82 78 79 73

139113

143125126142143128126130126129

132113128131132130126143128126

V),(min),()(8

TgvgvdgxgxdP

xNvixixii

x

Principio básico:Principio básico:

El crecimiento de la El crecimiento de la región se controla región se controla seleccionando el umbral seleccionando el umbral T.T.

Implementación algoritmoImplementación algoritmo

Xuan, 1995Xuan, 1995

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Algoritmo Crecimiento de Regiones

128126143128126130126143128126

127127142 83 82 77 76

128129136

123125 79 75 67 83 67 75

141128

125 78 76 67 83 67 69 78

142139

113 84 78 69 74 78 84 83

126127

124 75 67 83 67 69 75 75

136123

132144 63 68 63 77 78

125128125

145123145137 82 78 79 73

139113

143125126142143128126130126129

132113128131132130126143128126

V),(min),()(8

TgvgvdgxgxdP

xNvixixii

x

Principio básico:Principio básico:

El crecimiento de la El crecimiento de la región se controla región se controla seleccionando el umbral seleccionando el umbral T.T.

Implementación algoritmoImplementación algoritmo

Xuan, 1995Xuan, 1995

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Algoritmo Crecimiento de Regiones

128126143128126130126143128126

127127142 83 82 77 76

128129136

123125 79 75 67 83 67 75

141128

125 78 76 67 83 67 69 78

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113 84 78 69 74 78 84 83

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124 75 67 83 67 69 75 75

136123

132144 63 68 63 77 78

125128125

145123145137 82 78 79 73

139113

143125126142143128126130126129

132113128131132130126143128126

V),(min),()(8

TgvgvdgxgxdP

xNvixixii

x

Principio básico:Principio básico:

El crecimiento de la El crecimiento de la región se controla región se controla seleccionando el umbral seleccionando el umbral T.T.

Implementación algoritmoImplementación algoritmo

Xuan, 1995Xuan, 1995

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Algoritmo Crecimiento de Regiones

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127127142 83 82 77 76

128129136

123125 79 75 67 83 67 75

141128

125 78 76 67 83 67 69 78

142139

113 84 78 69 74 78 84 83

126127

124 75 67 83 67 69 75 75

136123

132144 63 68 63 77 78

125128125

145123145137 82 78 79 73

139113

143125126142143128126130126129

132113128131132130126143128126

V),(min),()(8

TgvgvdgxgxdP

xNvixixii

x

Principio básico:Principio básico:

El crecimiento de la El crecimiento de la región se controla región se controla seleccionando el umbral seleccionando el umbral T.T.

Implementación algoritmoImplementación algoritmo

Xuan, 1995Xuan, 1995

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Algoritmo Crecimiento de Regiones

128126143128126130126143128126

127127142 83 82 77 76

128129136

123125 79 75 67 83 67 75

141128

125 78 76 67 83 67 69 78

142139

113 84 78 69 74 78 84 83

126127

124 75 67 83 67 69 75 75

136123

132144 63 68 63 77 78

125128125

145123145137 82 78 79 73

139113

143125126142143128126130126129

132113128131132130126143128126

V),(min),()(8

TgvgvdgxgxdP

xNvixixii

x

Principio básico:Principio básico:

El crecimiento de la El crecimiento de la región se controla región se controla seleccionando el umbral seleccionando el umbral T.T.

Implementación algoritmoImplementación algoritmo

Xuan, 1995Xuan, 1995

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Algoritmo Crecimiento de Regiones

El usuario selecciona El usuario selecciona puntos generadores puntos generadores ggii ((i i

= = {{1, …, i, …,1, …, i, …, nn})}) representativos de representativos de diferentes dominios del diferentes dominios del tumor. tumor.

Cada generador Cada generador ggii constituye constituye AAii regiones regiones para conformar la región para conformar la región tumoral final.tumoral final.

Implementación algoritmoImplementación algoritmo

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Algoritmo Crecimiento de Regiones

Problemas en la Problemas en la clasificación, clasificación, debido a la debido a la presencia de zonas presencia de zonas tumorales de baja tumorales de baja intensidad.intensidad.

PostprocesamientoPostprocesamiento

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Algoritmo Crecimiento de Regiones

Los vacíos internos de Los vacíos internos de la región tumoral se la región tumoral se corrigen tomando en corrigen tomando en cuenta sólo el borde cuenta sólo el borde externo de la región externo de la región obtenida.obtenida.

El borde obtenido es El borde obtenido es superpuesto en la superpuesto en la imagen original para imagen original para visualizar el tumor visualizar el tumor segmentado. segmentado.

PostprocesamientoPostprocesamiento

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Algoritmo Crecimiento de Regiones

Interacción del usuarioInteracción del usuario

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Reconstrucción tridimensional

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•Trabajo de TT Patricia Ulloa, Manuel Villalobos

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Isosuperficie

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