CT Basics
CT Basics
Windowing
CS TC 22
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CT Basics
CT Basics
Image Display - Windowing
Image Qual.
Quanti livelli di grigio riuscite a distinguere ?
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L’occhio umano può risolvere nella migliore delle ipotesi circa 40 gradazioni di
grigio 40 livelli!
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CT Basics
CT Basics
Image Display - Windowing
Image Qual.
La capacità di discriminazione dell’occhio non dipende solo dal livello di
illuminazione
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CT Basics
CT Basics
Image Display - Windowing
Image Qual.
La capacità di discriminazione dell’occhio dipende anche dalla confusione ai
bordi!
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CT Basics
CT Basics
Image Display - Windowing
Image Qual.
Partiamo dal presupposto che l’occhio umano può risolvere nella migliore
delle ipotesi circa 40 gradazione di grigi e consideriamo quanto segue:
Il corpo umano è fatto da diversi tipi di tessuto contenenti per lo più acqua,
ma anche calcio, fosforo, come minerali.
Inoltre il tessuto molle, non è sempre uguale, anche se consiste della stessa
base.
C’è per esempio una differenza di densità tra muscolo e fegato.
Lo stesso dicasi per l’osso, c’è una variazione di densità dell’osso nel corpo
umano dalla cartillagine del naso all’ osso ricco di calcio della pelvi.
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CT Basics
CT Basics
Image Display - Windowing
Image Qual.
Tutti questi organi assorbono e ettenuano in modo diverso I raggi X e devono
essere visualizzati con una differente gradazione del livello di grigio
nell’immagine ricostruita.
Nella prossima slide vediamo allora in dettaglio la scala Hounsfield che copre
4096 valori.
Questi vanno da – 1024 a + 3072 .
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CT Basics
CT Basics
In CT l’unità di misura è chiamata HU o
Hounsfield Unit .
Image Qual.
3000
Sangue
60
Spleen
40
Tumore
Reni
Pancreas
Osso
Fegato
Cuore
Adrenal
Gland
Bladder
Intestino
Acqua
0
-100
Mammella
-200
Grasso
-900
-1000
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Aria
Polmone
Regola:
Il valore CT dell’acqua è 0 e dell’aria 1000. I valori relativi degli altri tessuti
sono calcolati in riferimento all’acqua.
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CT Basics
CT Basics
Image Display - Windowing
Image Qual.
Il nostro sistema di viusalizzazione immagini è progettato per visualizzare non
più di 256 gradazioni di grigio allo stesso tempo.
La scala HU si estende però a 4096 valori in totale da –1000 a 3072.
Ricordate che ogni gradazione del grigio o intensità è correlata
all’attenuazione dei raggi X.
Bianco signifca un grande attenuatore, come l’osso più denso. Nero significa
l’opposto virtualmente non attenuazione come l’aria.
Si può dire che ogni valore corrisponde ad un unica intensità o livello di
grigio.
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CT Basics
CT Basics
Image Qual.
Image Display - Windowing
Quando un radiologo studia in dettaglio per esempio un fegato, stà
probabilmente cercando di evidenziare piccole variazioni di densità.
Deve perciò focalizzare la sua attenzione il suo “campo visivo” su piccoli
dettagli su piccole differenze si densità.
Ecco perchè per arrivare a questa visualizzazione in dettaglio “utilizziamo un
dispositivo” cosiddetto “Windowing”.
Dato che il fegato rappresenta solo una piccola porzione della scala HU,
scegliamo un valore centrale che corrisponde approssimativamente al valore
medio dell’organo che studiamo e “apriamo una finestra” tanto grande quanto
il dettaglio che si vuole individuare.
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Il numero massimo di livelli di grigio non può comunque eccedere I 256.
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CT Basics
CT Basics
Image Display - Windowing
Image Qual.
In questo metodo di visualizzazione delle immagini digitali con un largo range
di informazioni chiamato „Windowing“,solo la porzione interessata della scala
Hounsfield viene utilizzata per la conversione in scala dei grigi.
Tutte le informazioni al di sotto della finestra (Window) sono visualizzate in
nero.
Tutte le informazioni al di sopra di questo range (Window) sono visualizzate
in bianco.
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I dati all‘interno della finestra possono essere ben differenziati perchè le
informazioni interessanti sono distribuite sull‘intera scala .
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CT Basics
CT Basics
Image Display - Windowing
Image Qual.
Hounsfield
unit
Gray scale
display
+3000
White
Window
width W
Window Center C
0
Black
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-1000
CT Windowing
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Hounsfield
unit
CT Basics
CT Basics
Image Qual.
Image Display -
+3000
Gray scale
display
White
Window
width W
Window Center C
0
-1000
Black
CT Windowing
Window width (W): Larghezza della finestra ; definisce quante informazioni
vengono convertite nei diversi livelli di grigio.
Window center (C): Centro definisce la posizione della finestra selezionata nella
scala Hounsfield .
Upper Limit = Tutto ciò che è sopra al limite superiore è più denso e viene
visualizzato in bianco.
Lower Limit = Tutto ciò che è sotto al limite inferiore rappresenta oggetti meno
densi e viene visualizzato in nero.
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Gray Scale = Le informazioni all‘interno della finestra sono convertite in
gradazioni; i valori più densi più chiari i valori meno densi. La scala dei grigi
consiste in 256 gradazioni.
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CT Basics
CT Basics
Image Display - Windowing
Image Qual.
Il valore di finestra va scelto pertanto in base alla regione anatomica, alle
strutture da visualizzare e alla patologia.
Lung Window
Hounsfield
unit
- 500
Gray scale
display
White
Width
300
Window Center C -750
Black
-1000
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Lung Window
Width = 300
Center = -750
CT Windowing
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CT Basics
CT Basics
Image Display - Windowing
Image Qual.
Il valore di finestra va scelto pertanto in base alla regione anatomica, alle
strutture da visualizzare e alla patologia.
Mediastinum Window
Hounsfield
unit
+ 500
Gray scale
display
White
Width
300
Window Center C = 30
Black
- 500
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Finestra per Mediastino
Width = 300
Center = 30
CT Windowing
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CT Basics
CT Basics
Image Display - Windowing
Image Qual.
Narrow Window Width
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Valori di finestra stretta :
Immagini ben contrastate , piccole
differenze di densità dei tessuti
appaionio ben evidenziate, ma le
strutture all’infuori del range di
finestra non sono ben visualizzate.
Broad Window Width
Valori di finestra larga
Broad window width:
Piccole differenze di densità
appaioni omogenee e possono
venire nascoste, la granulosità
dell’immagine diminuisce
Finestra ampia 500
Finestra stretta 280
The creative power in
CT Basics
Image Display - Windowing
Una valore del centro della finestra „Window Center“ si seleziona in base alla
regione da esaminare determina la luminosità dell‘immagine
Il centro posizionato a +50 HU permette di visualizzare strutture vicino a fegato
Il centro posizionato a -500 HU permette di visualizzare strutture vicino al
polmone.
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Centro
Centro +50
Centro -500
The creative power in
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CT Basics
CT Basics
Image Qual.
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Image Display - Windowing
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Double Window Technique
Image Qual.
Hounsfield
unit
+3000
Gray scale
Broad Window
Width
display
White
Window 1 Mediastinum Window
0
Lung Window
Black
Window 2
-1000
CT Windowing
This is used for the display of two tissue types differing greatly in
their density values, such as the lung & the mediastinum.
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CT Basics
CT Basics
Double Window Technique
Image Qual.
Double Window
Image 3:
Visualizza sia il
Polmone che il
mediastino e il
torace
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Lung Window
Image 2:
Visulazza solo il
polmone
Mediastinum Window
Image 1:
Vislualizza solo il
mediastino e il torace
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CT Basics
CT Basics
Double Window Technique
Image Qual.
Lung Window
Mediastinum Window
Per vedere
simultaneamente
nell’immagine
entrambi polmone e
mediastino.
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*Double window is not recommended for diagnosis.
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CT Basics
CT Basics
Image Qual.
Extended CT Scale
Normalmente I valori CT misurabili sono compresi tra -1024 to +3071, ma la
visualizzazione puo essere estesa nei processori d’immagine moltiplicando la
scala per un fattore (x10).
Per visualizzare dettagli metallici che verrebbero altimenti falsamente
rappresentati si possono acquisire immagini con una scala cosiddetta “estesa”
Extended Scale a “-10240 to +30710 “.
Perciò è possibile misurare valori reali CT indipendentemente dalla posizione della
finestra.
Post operative femural head
replacement - the CT value is 6000
HU
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CT Basics
CT Basics
Extended CT Scale
Image Qual.
Ricordiamo inoltre che qualsiasi oggetto molto denso viene visualizzato in
bianco e che se I volre supera I 3071 HU verrà visualizzato con il massimo
livello di luminosità.
Se si acquisisce una misura quantitativa il valore potrebbe essere falso
perchè la scala Hounsfield termina a 3071 !
Questo è il punto dove gioca un ruolo l’opportunità di moltiplicare la scala HU
per un fattore di 10.
Si possono coì visualizzare e misurare parti anatomiche molto dense con
valori di densità che superano I 30.000 HU.
Note:
Extended windowing is only useful if the data is there to begin with.
Depending on scanning parameters chosen and limitation of the scanning
equipment, it may not be possible to accurately represent extremely dense
objects.
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CT Basics
CT Basics
Image Qual.
Region of Interest
What’s the real value?
Per ottenere il maggior numero di informazioni il radiologo, guardando
l’immagine CT, ha spesso la necessità di effettuare anche misure quantitative
di un’area di interesse dell’immagine.
Questo può essere fatto mediante l’uso di un strumento detto ROI che
permette di disegnare una regione di interesse sulla parte dell’immagine che
si intende misurare. “ROI” (region of interest).
Il software elabora allora tutti i dati confinati dall’area e riporta diversi dati
statistici . Il fattore più importante da misurare è il valore medio della densità il
”Mean value” ed è espresso in HU’s.
Questo valore rappresenta la caratteristica dell’assorbimento dei raggi X
dell’oggetto ed è espresso in valore numerico.
Ricordate che ci sono circa 4071 valori per rappresentare tutti gli elementi del
corpo umano.
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Image Qual.
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Headline
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CT Basics
CT Basics
Image Qual.
CS TC 22
Headline
CT Basics
Region of Interest
(1) Limits (Limiti)
Campo valutato della scala dei grigi. I limiti sono presi in considerazione nella
valutazioni successive.
(2) Min/Max
Valore minimo e massimo della scala dei grigi
(3) Mean/SD (Media/SD)
Valore medio e deviazione standard delle scale dei grigi
(4) Numero di pixel
Numero di pixel nella ROI
(5) Area
Area della ROI in cm2
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Image Qual.
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Headline
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Image Qual.
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Headline
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Image Qual.
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Headline
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Image Qual.
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Headline
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CT Basics
CT Basics
Ingrandimento dell‘immagine
Image Qual.
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Reviewed
Magnified
Review:
Una ricostruzione ingrandita
utilizzando I dati grezzi per
migliorare la definizione dei
dettagli
Magnification:
Un semplice ingrandimento
ottico dei dati immagine che
può far apparire l’immagine più
offuscata.
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CT Basics
Review vs. Magnification
CT Basics
Image Qual.
Review
è un termine utilizzato da Siemens per definire il processo dei dati paziente
acquisito e che ha subito solo alcune correzioni preliminari non modificabili
dall’operatore e utilizzati per la ricostruzione dell’immagine (preprocessed or
raw data) .
Entrambe le operazioni sono svolte dall’elaboratore Immagine.
Per poter eseguire questo tipo di ingrandimenti I dati grezzi devono essere
stati salvati precedentemente! “raw data” available.
Questo termine non dev’essere confuso con Recall.
Questo termine indica il processo mediante il quale un’immagine
precedentemente ricostruita e salvata in un qualsiasi tipo di archivio ( storage
device : hard disk, MOD, etc.) viene “richiamata” e cioè semplicemente
rivisualizzata sul monitor.
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Review vs. Magnification
CT Basics
Image Qual.
Magnification or Expand
Come lo si voglia chiamare, è un processo che “espande” il pixel.Il software o
l’hardware interpolano pixel adiacenti per crearne di nuovi.
Se si ingrandisce un’area che ha misurato 256x256 pixels per visualizzarne
una che si estenda a 512x512 pixels, allora si espande l’immagine per un
fattore di 2 (solo metà dell’immagine verrà visualizzata nello stesso spazio)
Se moltiplichiamo 256 by 256, si ottiene 65,536 pixels.
Quando invece si moltilica 512 by 512, si ottiene 262,144 pixels!
Cioè per ingrandire di un fattore di 2 c’è bisogno di un numero di pixels 4
volte maggiore!
Questo potrebbe suonare tremendo, ma siccome I pixels sono così piccoli, il
risultato è ottimo. Il problema comincia quando si aggiungono ingrandimenti
successivi. In questo caso dettagli d’immagine vengono oscurati o quanto
meno offuscati.
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Image Qual.
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