PLAN: Analogie/numérique Différents système numérique Intérêts du numérique Matrice, pixels, voxels Notion de gris, fenêtre, largeur Stockage, poids

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2 PLAN: Analogie/numérique Différents système numérique Intérêts du numérique Matrice, pixels, voxels Notion de gris, fenêtre, largeur Stockage, poids

3 ANALOGIQUE/ NUMERIQUE

4 SIGNAL ANALOGIQUE C est un signal formé de matière (ex. : cristaux d argent, électrons), de photons lumineux, etc L information est directement analogue à celle résultant de l atténuation des flux de photons X par la matière irradiée. Il peut prendre des valeurs «continues» comme l aiguille d une montre qui se déplace. Le signal analogique est une qualité que l on va transformer en quantité c est-à-dire en signal numérique.

5 Le Développement Processus chimique permettant de révéler et de fixer les modifications induites par le rayonnement X Dans les grains de bromure d argent

6 Radiographie sur film argentique = image analogique

7 SIGNAL NUMERIQUE C est un signal conservé sous forme codée dans un système informatique. Codage utilisé = codage binaire (0 ou 1). Il ne peut donc prendre que des valeurs «discrètes» (discontinue) comme les chiffres d une montre qui s affichent lentement mais précisément. (seules certaines valeurs sont possibles)

8 Code binaire: codé 0 ou 1-1 bit = 0 ou 1, ouvert ou fermé, noir ou blanc - 2 bits = 2 x 2 possibilités (00/01/10/11) -8 bits = 2 8 soit 256 possibilités (soit 256 valeurs différentes ) 8 bits = 1 octet 1 kilo octet = 1 Ko = 2 10 octets = octets 1 méga octet = 1 Mo= 2 20 octets = octets 1 giga octet = 1 Go = 2 30 octets = octets

9 Comment passe-t-on d un signal analogique à un signal numérique?

10 Un convertisseur analogique numérique (CAN) est un dispositif électronique permettant la conversion d un signal analogique en un signal numérique. Cette première définition pour être complète en appelle deux autres, celles des signaux analogiques et numériques Signal analogique : signal continu en temps et en amplitude. Signal numérique : signal échantillonné et quantifié, discret en temps et en amplitude. Conceptuellement, la conversion analogique numérique peut être divisée en trois étapes : L ECHANTILLONAGE temporel, la quantification et le codage. (= prises de mesures à intervalles de temps réguliers) NUMERISATION (= traduction des valeurs mesurées en valeurs binaires)

11 La représentation d'un signal analogique est donc une courbe, tandis qu'un signal numérique pourra être visualisé par un histogramme

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13 DIFFERENTS SYSTEMES NUMERIQUES

14 Numérisation secondaire ou directe? L image numérique peut être issue : - soit d une numérisation secondaire : on obtient une image analogique qui est ensuite numérisée (ERLM (écran radio luminescent à mémoire) pour une image statique, fluorographie pour une image dynamique,capteur plan indirect) ; - soit d une numérisation directe : transformation directe du signal en image numérique (capteur plan direct, scanner, IRM).

15 Plaque ERLM avec système de numérisation

16 Plaque ERLM

17 ERLM C est un écran souple recouvert d une couche de cristal phospholuminescent placé dans une cassette; Cette couche a la vertu de stocker l énergie des rayon X et d émettre une lumière proportionnelle à cette énergie lorsqu elle illuminée par un rayon laser; Cet écran garde donc en mémoire l image radiante

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19 Fluorograpie pour l image dynamique

20 L'acquisition numérique «directe»: une installation comportant des détecteurs spéciaux. Ces détecteurs transforment directement la «quantité de rayons X» reçus en chiffres.

21 conversion directe avec scintillateur + photoconducteur Photoconducteur au sélénium transporte les photons X Electrons migrent à la surface d une électrode Electrons sont stockés Sur une série de Switch

22 Cassette capteur plan direct

23 Table à capteur plan numérique direct

24 Capteur plan direct numérique

25 INTERETS DU NUMERIQUE

26 INTERETS DU MUMERIQUE gain de place (stockage) ; gain de temps pour transfert de données ; possibilité de retraiter les informations(contraste et noircissement) Possibilité de faire des mesures Certaines structures sont mieux analysées

27 Traitement de l image numérique : - traitement des données pour modifier l aspect des images (luminosité, contraste, découpage, annotation, sélection de certaines structures, ) - reconstruction dans différents plans de l espace, navigation virtuelle dans un organe

28 Mesures sur une pelvimétrie au scanner

29 MATRICE, PIXELS, VOXELS

30 LA MATRICE - elle est constituée de petits carrés juxtaposés - chaque carré est appelé pixel Pixel Matrice= ensemble de pixels Pixel = plus petit élément surfacique de l image numérique = unité élémentaire surfacique de la matrice

31 Matrices symétriques ou asymétriques : En imagerie médicale les matrices peuvent être : -Symétriques : même nombre de pixels dans les 2 axes (ex. : en scanner 512 x 512) -Asymétriques : nombre différent de pixels dans les 2 axes (ex. : en ERLM 1760 x 2150 )

32 La taille de la matrice :c est le nombre de pixels contenu dans celle ci MATRICE 512 x 512= pixels MARTICE 256 X 256= pixels

33 Plus la taille de la matrice est élevée (beaucoup de pixels) Et plus les pixels sont petits ET meilleure sera visualisation des détails (= meilleure résolution spatiale)

34 Calcul du nombre de pixels dans une matrice? c est: le nombre de pixels dans l axe horizontal (ou axe des x ) X le nombre de pixels dans l axe vertical (ou axe des y ) Ici : 10X8= 80 pixels total

35 LES PIXELS Pixel = plus petit élément surfacique de l image numérique = unité élémentaire surfacique de la matrice Taille d un pixel : C est la dimension des côtés du pixel Taille d un pixel dans un axe de l image = Taille du champ de reconstruction dans cet axe (dimension de l image) / Taille de la matrice dans cet axe (nombre de pixels) Ex. : soit une image reconstruite en matrice 512X 512 et champ de 40 x 40 cm Quelle sera la taille d un pixel en mm?

36 ? champ de vue ~ 20 cm une image reconstruite en matrice (ici 210)et champ de 20x20 cm Quelle sera la taille d un pixel en mm?

37 Attention, ne pas confondre taille de matrice (nombre de pixels dans la matrice) et taille de pixel (dimension de chaque pixel)!

38 LES VOXELS Voxel = plus petit élément volumique de l image numérique = unité élémentaire volumique de la matrice Épaisseur de la coupe anatomique étudié VOXEL La notion de voxel n existe que dans les techniques d imagerie en coupe (scanner, IRM)

39 NOTION DE GRIS, FENETRE( centre et largeur)

40 Notion de gris

41 L œil humain peut visualiser environ 32 à 64 niveaux de gris 2 Niveaux de gris 8 niveaux de gris 8 bits (= 1 octet) 256 niveaux de gris

42 Principe du fenêtrage en TDM 2000 niveaux UH 256 niveaux de gris Les coefficients d atténuation des tissus sont exprimés en unités Hounsfield (UH) Signal physique UH = os et Calcium UH = vaisseaux après PDC UH = sang frais sans injection à 70 UH = tissus mous sans injection - 60 UH = graisse - 15 UH à +15 UH = eau/liquides UH = poumon UH = air

43 Fenêtre

44 largueur Un fenêtrage est définit par son centre et sa largeur Centre = valeur à laquelle sera attribué le gris le plus moyen de l échelle de gris Largeur = quantité de valeurs que l on souhaite visualiser par l échelle de gris 4096 Image numérique niveaux de gris potentiels centre En réalité Affichage moniteur 1024 niveaux de gris 0

45 La modification du centre de la fenêtre fait varier la luminosité de l image (image plus claire ou plus sombre)

46 Largueur = 4096 Largueur=2590 La modification de la largeur de la fenêtre fait varier le contraste de l image (image grise ou «noire/blanche») Fenêtre large : faible contraste 768 Fenêtre étroite : augmentation du contraste

47 STOCKAGE DES IMAGES NUMERIQUES

48 Il existe plusieurs formats informatique standards: - PICT : Natif Macintosh - BMP : Natif PC - GIF, PNG : Application Internet - TIFF : (Tag Image File Format) Le plus utilisé : fiable, multi-supports Compression possible (sans perte) - JPEG : Méthode de compression devenue un format (- MPEG, AVI : standard vidéo)

49 En imagerie médicale Format informatique spécifique imagerie médicale : = DICOM (Digitals Imaging and COmmunication in Medicine) (imagerie et communication numériques en médecine) avant ce format, chaque constructeur avait son propre langage informatique : les machines de marques différentes ne pouvaient communiquer ensemble L'intérêt du standard DICOM est de faciliter les transferts d'images entre les machines de différents constructeurs

50 POIDS INFORMATIQUE

51 Nb de niveaux de gris possibles = 2 Nb de bits 8 bits (= 1 octet) : 256 niveaux de gris 10 bits : 1024 niveaux de gris (fluorographie, scanner, IRM) 12 bits : 4096 niveaux de gris (E.R.L.M., capteurs plans) 16 bits : niveaux de gris (capteurs plans)

52 Le poids informatique d un pixel est: l espace de stockage informatique nécessaire pour coder chaque pixel de l image; calculer le poids d'une image: Nb de pix dans 1 axe de l'image x nb de pix dans l'autre axe de l'image x nb d'octets permettant de coder chaque pixel ; Ex. : pixel codé sur 8 bits = 1 octet Chaque pixel est codé sur plusieurs bits Un bit (Binary digit) = Unité élémentaire d information numérique (0 ou 1)

53 1 coupe IRM : 256 x 256 x 2 octets = octets = 128 Ko = 0,125 Mo Un examen IRM = 80 images = 10 Mo 1 coupe TDM : 512 x 512 x 2 octets = octets = 512 Ko = 0,5 Mo Un examen TDM = 80 images = 40 Mo 1 image fluorographie : 1000 x 1000 x 2 octets = 1,9 Mo 1 image ERLM : 3840 x 2048 x 2 octets = 15 Mo 1 image capteur plan : 4096 x 3072 x 2 octets = 24 Mo

54 Correspondance 8 bits = 1 octet 1024 octets = 1 Ko 1024 Ko = 1Mo

55 QUESTIONS/ CONCLUSION

56 INTERETS DU NUMERIQUE? QU EST CE QUE LA MATRICE? CALCULER LE NOMBRE DE PIXELS POUR UNE MATRICE ASYMETRIQUE 512 x 324? LA DIMENSION DES COTES DES PIXELS EST? LA FENETRE EST COMPOSEE DE QUOI? A QUOI SERVENT CES DEUX COMPOSANTES? QUEL EST LE FORMAT INFORMATIQUE SPECIFIQUE EN IMAGERIE MEDICALE?