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Diagnóstico de Nódulo PulmonarDiagnóstico de Nódulo Pulmonar
Aluno : Aristófanes Corrêa Silva
Professor : Paulo Cezar Carvalho
Setembro/2001
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Diagnóstico de Nódulo PulmonarDiagnóstico de Nódulo Pulmonar
Tópicos1ª Fase
Projeto VISMED Estimativa de Volume Pulmonar
2ª FaseDiagnóstico de Nódulo Pulmonar
Aquisição da ImagemTomografia computadorizadaDicom
Protótipo (recursos visuais, segmentação, volume, área, etc.)Resultados
3ª FaseAvaliação do Crescimento do Nódulo Visualização em 3DSegmentação automática de nódulos
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Diagnóstico de Nódulo PulmonarDiagnóstico de Nódulo Pulmonar
Projeto VISMEDEstação médica de baixo custoHardware e Software Software para aplicações médicas capaz de operar em computadores pessoaisArquitetura extensívelParceiros
IMPA – Instituto de Matemática Pura e AplicadaVisgrafUERJ – Universidade Estadual do Rio de JaneiroFaculdade de Ciências MédicasFIOCRUZ – Fundação Oswaldo CruzInstituto Fernandes Figueira
ApoioFAPERJ
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Diagnóstico de Nódulo PulmonarDiagnóstico de Nódulo Pulmonar
Estimativa de Volume Pulmonar
CãesTomografia helicoidalAlgoritmo baseado na bordaCálculo do volume do pulmão
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Diagnóstico de Nódulo PulmonarDiagnóstico de Nódulo Pulmonar
Considerações sobre Lesões Pulmonares
Câncer que causa mais morte no mundo
No Brasil, 20.400 casos novos e aproximadamente 12.000 mortes por ano
Detecção prévia aumenta a sobrevida do paciente
Várias lesões podem ser encontradas na estrutura pulmonarCâncerEnfisemaTuberculomaAsma brônquica
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Diagnóstico de Nódulo PulmonarDiagnóstico de Nódulo Pulmonar
Considerações sobre a Imagem
Complexidade do DiagnósticoNódulos com mesma densidade dos vasosNódulos ligados a vasosNódulos ligados a caixa torácica
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Diagnóstico de Nódulo PulmonarDiagnóstico de Nódulo Pulmonar
Aquisição - Tomografia ComputadorizadaHelicoidalHRCT (High Resolution Computed Tomography)Unidade Hounsfield (UH)
Tomógrafo Helicoidal
Estrutura HounsfieldAr -1000Pulmão -900 a –400Gordura -110 a –65Água 0Tecido mole 40 a 60Cálculos 100 a 400Osso 1000
Hounsfield
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Diagnóstico de Nódulo PulmonarDiagnóstico de Nódulo Pulmonar
Aquisição - DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine)American College of Radiology (ACR) and National Electrical Manufacturers Association (NEMA). Armazenamento de imagens digitaisPadrão abertoConectividade universalServidor DICOM - eFilm
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Diagnóstico de Nódulo PulmonarDiagnóstico de Nódulo Pulmonar
Aquisição - DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine)
LiteBox
MAGN
ETOM
ArmazenaArmazena,, Consulta, RecuperaConsulta, RecuperaComponente de EstudoComponente de Estudo
Consulta/RecuperaConsulta/RecuperaResultadosResultados
Consulta/RecuperaConsulta/RecuperaPaciente & Paciente & Gerenciamento EstudoGerenciamento Estudo
ImpressImpressããoo
MMíídiadiaArmazenamentoArmazenamento
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Diagnóstico de Nódulo PulmonarDiagnóstico de Nódulo Pulmonar
Ferramenta DesenvolvidaManipular tomografiasModularizado : geral e específicoPreocupação com a interfaceC++ , IUP e CDRecursos
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Diagnóstico de Nódulo PulmonarDiagnóstico de Nódulo Pulmonar
Recursos da FerramentaNavegação entre fatias
Visão individual
Visão global
Zoom de detalhes
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Diagnóstico de Nódulo PulmonarDiagnóstico de Nódulo Pulmonar
Recursos da FerramentaJanela / Nível (contraste)
Ajusta o grayscale para exibir o voxelJanela define a faixa de valores para mapear entre preto e brancoNível indica o valor do centro da janelaAlgoritmo
Valor de grayscale é mapeado :
• abaixo nível-janela/2 = preto
• de nível-janela/2 até nível+janela/2 = grayscale
• acima nível+janela/2 = branco
Estrutura Janela Nível
Pulmão 1500 -700
Crânio 100 35
Abdômen 400 40
Mediastino 350 40
Vértebra 2000 350
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Diagnóstico de Nódulo PulmonarDiagnóstico de Nódulo Pulmonar
Recursos da FerramentaSegmentação semi-automática de lesões
Região de crescimento por agregação 3DIdéia do algoritmo
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Diagnóstico de Nódulo PulmonarDiagnóstico de Nódulo Pulmonar
Recursos da FerramentaSegmentação semi-automática de lesões (continuação)
Região de crescimento por agregação 3DSemente
HomogeneidadeLimiares inicial e final em Hounsfield (HU)
Conectividade (6 vizinhos)
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Diagnóstico de Nódulo PulmonarDiagnóstico de Nódulo PulmonarRecursos da Ferramenta
Segmentação semi-automática de lesões (continuação)Região de crescimento por agregação 3D
ProblemasLimiarNódulo colado a caixa torácicaNódulo conectado a outras estruturas (ex.: vasos, brônquios, tráquea, etc.)
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Diagnóstico de Nódulo PulmonarDiagnóstico de Nódulo Pulmonar
Recursos da FerramentaSegmentação semi-automática lesões (continuação)
Região de crescimento por agregação 3D
Solução
Barreira fechada
Barreira aberta
Borracha
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Diagnóstico de Nódulo PulmonarDiagnóstico de Nódulo Pulmonar
Recursos da FerramentaVisualização 3D ( Marching Cubes)
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Diagnóstico de Nódulo PulmonarDiagnóstico de Nódulo Pulmonar
Recursos da FerramentaMedidas (Tentativa de diagnóstico)
DiâmetroCresce MalignoEstabiliza / diminui Benigno> 3 cm Maligno
PerímetroCresce MalignoEstabiliza / diminui Benigno
ÁreaCresce MalignoEstabiliza / diminui Benigno
Cálculo do diâmetro
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Recursos da FerramentaMedidas (Tentativa de diagnóstico)
VolumeCresce MalignoEstabiliza ou diminui Benigno
CircularidadeIrregular ou Especulado MalignoRedondo Benigno
2
4P
Aπ
Cálculo do volume
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Diagnóstico de Nódulo PulmonarDiagnóstico de Nódulo Pulmonar
Recursos da FerramentaMedidas (Tentativa de diagnóstico)
Histograma do nóduloPresença de calcificação Benigno
Ausência de calcificação Maligno
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ResultadosMétodos
Tomógrafo helicoidal GE SpeedFatia
Espessura : 1 mmIntervalo : 2 mmReconstrução : 1 mm
Tamanho da imagem : 512 x 512Tamanho do pixel : 0,654 x 0,654Voltagem do tubo : 120 KVCorrente do tubo : 100 mA15 pacientes
36 exames1.502 imagens
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Diagnóstico de Nódulo PulmonarDiagnóstico de Nódulo Pulmonar
Resultados
PacienteMédicos Ferramenta
Volumeml
Diâmetrocm
Perímetrocm
Volumeml
Diâmetrocm
Perímetrocm
1 4,4 3,0 x 2,2 8,0 4,17 2,83 x 2,18 8,55
2 1,7 1,3 x ?? 4,7 1,82 1,62 x 1,51 5,63
3 2,8 2,5 x 1,5 > 7 2,74 2,11 x 1,87 7,3
4 6,1 3,0 x 2,4 6,8 6,17 2,7 x 2,4 8,1
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Diagnóstico de Nódulo PulmonarDiagnóstico de Nódulo Pulmonar
Conclusão
Resultados satisfatóriosSuporte a decisões de diagnósticosAplicável a outras imagens tomográficasFunciona em microcomputadores pessoaisPossui uma interface amigávelFácil utilização
Validação das medidasObjeto de forma conhecida ( esfera, por exemplo)
Precisão no controle da segmentação
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Trabalhos Futuros
Avaliação do crescimento do nóduloVelocidade Forma
Visualização e ajustes em 3D
Segmentação automática de nódulos