1. Introducción.
En los últimos años se han desarrollado mucho el Telediagnóstico y la Radiología Asistida por Ordenador. Uno de los factores que han influido en esto es que las imágenes de Tomografía Computadorizada (CT) se han utilizado para extraer de ellas imágenes tridimensionales (3D)1,2. Estas imágenes 3D ofrecen muchas posibilidades como, por ejemplo, la visualización volumétrica de algunas estructuras anatómicas o la reconstrucción tridimensional virtual de las mismas.3, 4
Estas reconstrucciones virtuales son útiles para mejorar el diagnóstico y para hacer planificación preoperatoria. Actualmente existen en el mercado gráficos tridimensionales anatómicos muy realistas, pero tienen el inconveniente de que no ayudan al profesional de la medicina a diagnosticar, debido a que son sólo un conjunto de modelos tridimensionales que no se adaptan a la anatomía singular de cada paciente, por lo que no es posible identificar las posibles patologías existentes en cada caso.
En este trabajo se describe un método para mejorar el diagnóstico a distancia, es decir, un método para facilitar el Telediagnóstico siendo similar a otros descritos en estudios previos5,6. Este método también ha sido utilizado para la Teleenseñanza de la Medicina.7
2. Material y Métodos.
El sistema de reconstrucción remota diseñado está formado, principalmente, por un escáner Tomográfico (escáner CT), una estación de trabajo conectada al mismo, un servidor de datos, un sistema de telecomunicaciones, un PC que puede estar físicamente alejado del sistema central y una aplicación informática. Al conjunto de servidor de datos y el sistema de telecomunicaciones lo llamaremos Sistema de Almacenamiento y Transmisión de imágenes (SATI). La aplicación informática ha sido desarrollada por un grupo de investigadores del Departamento de Informática de la Universidad de Extremadura en colaboración con el Centro de Cirugía de Mínima Invasión de Cáceres.
La estación de trabajo permite almacenar temporalmente las imágenes CT y procesarlas para construir el modelo tridimensional. El usuario puede hacer reconstrucciones 3D remotamente y visualizarlas en la pantalla de un PC remoto. Desde el PC se pueden hacer operaciones gráficas en el modelo 3D como, por ejemplo, rotaciones, traslaciones, etc. El usuario puede obtener imágenes 3D y estudiarlas mejor mediante el uso de las opciones que ofrece esta aplicación informática.
Para transformar las imágenes CT en un modelo tridimensional, necesitamos aplicar el siguiente proceso:
Configuración de los parámetros de entorno: luz, óptica y resto de parámetros asociados al escáner CT.
Adquisición de imágenes CT, siempre bajo las condiciones establecidas en el paso 1.
Preprocesamiento de las imágenes: procesamiento basado en el brillo, contraste e histograma para llegar a unas condiciones iniciales aceptables, es decir, para eliminar ruido e información no deseada.
Segmentación bidimensional: delimitamos la estructura anatómica de interés mediante técnicas de umbralización y de crecimiento de regiones.8
Selección de las regiones obtenidas en el paso 4 y conexión de las mismas para formar los modelos tridimensionales. Esta conexión se hace con las regiones más próximas en el eje Z.
Finalmente, exportación de los modelos 3D a formatos gráficos apropiados para poder, posteriormente, ser visualizados y manipulados en el software de visualización desarrollado. El módulo de visualización acepta los formatos ASC, 3DS y VRML.
En el segundo paso, se han utilizado filtros morfológicos (crecimiento de regiones8) y filtros no morfológicos como, por ejemplo, filtros espaciales (operadores Sobel y Prewitt8). También en este segundo paso, se han utilizado técnicas de umbralización como la desarrollada por Otsu.9
El software de visualización de los modelos 3D se ha desarrollado en el lenguaje de programación Delphi 4â utilizando las librerías gráficas Open-GL y estando destinado el producto final a Windows 9xâ y Windows NTâ .
3. Resultados.
Se ha diseñado un método para obtener, a distancia, reconstrucciones tridimensionales partiendo de imágenes CT. Este método se basa en la combinación de varios métodos de procesamiento de imagen bien conocidos8,10 y un sistema de telecomunicaciones estándar. Para llevar a cabo este método se ha desarrollado una aplicación informática. Este programa de ordenador aporta importantes funciones novedosas además de realizar reconstrucciones tridimensionales a distancia. Con este software se puede, desde un PC remoto, hacer una reconstrucción 3D en la estación de trabajo. El modelo 3D se crea a partir de imágenes CT previamente almacenadas en el SATI.
Con el software desarrollado, el profesional de la medicina puede estudiar mejor la zona que le interese visualizando el modelo 3D desde diferentes puntos de vista, incluso desde el interior, realizando cortes transversales o longitudinales, etc.
Todo ello facilita el Telediagnóstico y la Teleenseñanza de la Medicina.7
4. Discusión.
Nuestro sistema, además de permitir la visualización de imágenes almacenadas como el sistema descrito por Hideyuki5, también permite la interacción con los modelos 3D almacenados previamente o la creación de otra reconstrucción 3D a partir de imágenes almacenadas en el SATI. La principal contribución de este software es permitir al usuario manipular a distancia el modelo 3D obtenido. De esta forma puede obtener diferentes vistas de la zona de interés y todo ello desde una posición remota.
Este software da mayor independencia a los profesionales de la medicina que trabajan en áreas con recursos limitados. Así se puede obtener, con un simple PC, una reconstrucción tridimensional de tanta calidad como si tuviese el escáner CT en su lugar de trabajo.
Este software también se va a utilizar para visualizar, antes de una intervención quirúrgica, la anatomía de la zona a intervenir, lo que facilita la Teleenseñanza de la Cirugía.
5. Agradecimientos.
Este proyecto no habría sido posible sin la colaboración de todo el equipo del Centro de Cirugía de Mínima Invasión. También ha sido muy importante para el desarrollo de este trabajo la financiación del proyecto Telesurgex por parte de la Unión Europea (fondos de indexación FEDER) y de la Consejería de Educación, Ciencia y Tecnología de la Junta de Extremadura.
6. Bibliografía.
1. Iseki F, Kobatake H, Omatsu H, Kakinuma R. A new method to Extract Three Dimensional Tree Structures of Bronchus from Chest CT Images. Trans. of IEICE, vol.J80-D-II, No.10, October 1997: 2841-2847.
2. Davros W, Obuchowski N, Berman P, Zeman R. A Phantom Study: Evaluation of Renal Artery Stenosis Using Helical CT and 3D Reconstructions. Journal of Computed Assisted Tomography. 1997. 21(1):156-161.
3. Geiger B. et al. Simulation of Endoscopy. Computer Vision, Virtual Reality and Robotics in Medicine 1995, Lecture Notes in Computer Science 905, 1995: 277-281.
4. Smith PA, Heath DG, Fishman EK. Virtual Angioscopy Using Spiral CT and Real-Time Interactive Volume-Rendering Techniques. Journal of Computed Assisted Tomography. 1998. 22(2):212-214.
5. Hideyuki B. et al. A Teleradiology System with Realtime and E-mail-based Operating Modes using Synchronized Commands.In: Lemke HU, Vannier MW, Inamura K, Farman AG, eds. Computer Assisted Radiology and Surgery. Proceedings of the twelfth International Symposium and Exhibition; 1998 June 24-27 Tokyo. Elsevier Science BV, 1998: 449-453.
6. Horino M. et al. Teleradiology in Kyoto – System Design. The book of abstracts. The 5th International Conference on Image Management and Communication, 1997: 96.
7. V. Masero, F.M. Sanchez, J. Uson. A telemedicine system for enabling teaching activities. Journal of Telemedicine and Telecare. Volume 6. Supplement 2. 2000. 86-88
8. Gonzalez R, Woods R, Digital Image Processing. New York. Addison-Wesley, 1992.
9. Otsu N, A threshold Selection Method from Gray-Level Histograms. IEEE Trans. Systems, Man and Cybernetics, Vol. SMC-9, No. 1, January 1979.
10. Haralick R, Shapiro L. Computer And Robot Vision Vols I,II Addison-Wesley, 1992.
FUENTE DE:
http://www.seis.es/seis/inforsalud2001/cientificas3/masero.htm
