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PLAN:

Analogie/numérique

Différents système numérique

Intérêts du numérique

Matrice, pixels, voxels

Notion de gris, fenêtre, largeur

Stockage, poids

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ANALOGIQUE/ NUMERIQUE

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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.

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Le Développement

Processus chimique permettant de révéler et de fixer

les modifications induites par le rayonnement X

Dans les grains de bromure d’argent

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Radiographie sur film argentique = image analogique

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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)

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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 = 28 soit 256 possibilités (soit 256 valeurs différentes…)

8 bits = 1 octet

1 kilo octet = 1 Ko = 2 10 octets = 1 024 octets

1 méga octet = 1 Mo= 2 20 octets = 1 048 576 octets

1 giga octet = 1 Go = 2 30 octets = 1 073 741 824 octets

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Comment passe-t-on d’un signal

analogique à un signal numérique ?

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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)

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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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DIFFERENTS SYSTEMES NUMERIQUES

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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).

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Plaque ERLM avec système de numérisation

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Plaque ERLM

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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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Fluorograpie pour l’image dynamique

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L'acquisition numérique «directe»:

une installation comportant des détecteurs spéciaux. Ces détecteurs

transforment directement la «quantité de rayons X» reçus en chiffres.

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Photoconducteur au sélénium transporte les

photons X

Electrons migrent à la surface d’une

électrode

Electrons sont stockés Sur une série de Switch

conversion directe avec scintillateur +

photoconducteur

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Cassette capteur plan direct

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Table à capteur plan numérique direct

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Capteur plan direct numérique

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INTERETS DU NUMERIQUE

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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

INTERETS DU MUMERIQUE

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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

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Mesures sur une pelvimétrie au scanner

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MATRICE , PIXELS, VOXELS

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- elle est constituée de petits carrés juxtaposés

- chaque carré est appelé pixel

Pixel

Pixel = plus petit élément surfacique de l’image numérique

= unité élémentaire surfacique de la matrice

LA MATRICE

Matrice= ensemble de pixels

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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 )

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MATRICE 512 x 512=262 144 pixels MARTICE 256 X 256=65 536 pixels

La taille de la matrice :c’est le nombre de pixels contenu dans celle ci

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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)

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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

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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 ?

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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 ?

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LES VOXELS

Voxel = plus petit élément volumique de l’image numérique

= unité élémentaire volumique de la matrice

VOXEL

Épaisseur de la coupe anatomique étudié

La notion de voxel n’existe que dans les techniques d’imagerie en coupe (scanner, IRM)

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NOTION DE GRIS, FENETRE( centre et largeur)

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Notion de gris

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L‘œil humain peut visualiser environ 32 à 64 niveaux de gris

2 Niveaux de gris

8 niveaux de gris

256 niveaux de gris

8 bits (= 1 octet)

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Signal physique

Principe du fenêtrage en TDM

2000 niveaux UH 256 niveaux de gris

+ 1000

- 1000

Les coefficients d’atténuation des tissus sont exprimés en unités Hounsfield (UH)

+ 1000 UH = os et Calcium + 300 UH = vaisseaux après PDC + 110 UH = sang frais sans injection 0 - 1000 + 30 à 70 UH = tissus mous sans injection - 60 UH = graisse - 15 UH à +15 UH = eau/liquides - 750 UH = poumon - 1000 UH = air

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Fenêtre

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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

larg

ueu

r

centre

Image numérique 4 096 niveaux de gris

potentiels

0

4096

En réalité Affichage moniteur 1024 niveaux de gris

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STOCKAGE DES IMAGES NUMERIQUES

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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)

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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

En imagerie médicale

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POIDS INFORMATIQUE

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Le poids informatique d’un pixel est:

l’espace de stockage informatique nécessaire pour coder chaque pixel de l’image;

Un bit (Binary digIT) = Unité élémentaire d’information

numérique (0 ou 1)

Chaque pixel est codé sur plusieurs bits

Ex. : pixel codé sur 8 bits = 1 octet

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 ;

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1 coupe IRM : 256 x 256 x 2 octets = 131 072 octets = 128 Ko = 0,125 Mo Un examen IRM = 80 images = 10 Mo 1 coupe TDM : 512 x 512 x 2 octets = 524 288 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

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

Correspondance

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QUESTIONS/ CONCLUSION

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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?