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Reformatação Bi- e Tri-dimensional

Quando uma imagem está digitalizada e armazenada em um computador, podemos calcular o valor de raios em qualquer direção sobre a matriz. Quando cada raio encontra um valor de CT em um voxel (elemento de volume) que ela atravessa, ele pode ser rejeitado, por exemplo, se os valores altos correspondentes aos ossos querem ser eliminados. Podemos gerar uma imagem SSD ou MIP:

SSD - shaded surface display (representação de superfície sombreada): cada valor encontrado em qualquer voxel atravessado pelo raio é registrado no pixel correspondente no plano da imagem, desde que seu valor exceda um valor mínimo estabelecido. A imagem então é apresentada como se iluminada por uma fonte de luz imaginária.

MIP - maximum intensity projection (projeção de intensidade máxima: o valor máximo encontrado pelo raio é registrado no pixel correspondente. Desta maneira, lesões calcificadas e meio de alto contraste podem ser distingüidos.

Múltiplas projeções podem ser obtidas, em torno de um eixo de rotação, e apresentadas como superfície sombreada, ou como transparentes (volume rendered). Este deve ser o objetivo maior do imageamento, pois a imagem pode então ser examinada de qualquer direção, com diferentes tipos de iluminação, e com vários níveis de transparência.

Em uma representação tridimensional (volume rendering), partimos de um conjunto de dados (matriz) tridimensional, onde cada elemento é chamado de um voxel (volume element). Primeiro precisamos classificar os dados, atribuindo um valor de opacidade a este. A opacidade é o recíproco da transparência: uma opacidade zero implica em um voxel totalmente transparente. Opacidade 1 significa que o voxel é completamente opaco, ocultando qualquer coisa atrás dele. Valores intermediários indicam voxeis semi-transparentes. Uma função de transferência é utilizada para mapear os dados em valores de opacidade.

Quando escolhemos uma função de transferência para a classificação, isto é, a cor e a transparência para cada nível, precisamos escolher uma função bem suave, já que transições abruptas causam padrões espúrios na imagem, que podem ser difíceis de distingüir da informação real.

Cada voxel contém uma mistura de materiais diferentes, cada qual com seu valor de cor e reflectância. A cor do voxel é encontrada calculando-se a cor para cada material e combinando a cor na proporção do material no voxel. Utiliza-se uma operação de sombreamento, geralmente com a equação de Phong, que calcula a normal a cada superfície, e a intensidade de cada elemento de acordo com a luz incidente e sua reflectância. Por exemplo, uma certa superfície pode refletir luz verde e vermelha, e luz difusa, mas ter fortes reflexões especulares que mantêm a cor da luz incidente.

O terceiro passo é calcular o volume a partir da posição do observador, e o quarto passo consiste em calcular a imagem, compondo a projeção, com perspectiva, combinando como as várias camadas semi-transparentes são adicionadas formando a imagem final.

\epsfig{file=us2d.epsf,width=10cm,clip=}

Na projeção, pode-se usar o artifício para aumentar a sensação de profundidade (depth cueing), introduzindo-se uma nebulosidade escura aos voxeis mais distantes, para escurecê-los em comparação com os voxeis mais próximos do observador, tornando os objetos mais próximos mais facilmente distingüíveis.

Bibliografia fundamental:

Zang-Hee Cho, Joie P. Jones & Manbir Singh (1993) Foundations of Medical Imaging, John Wiley & Sons Inc., ISBN 0-471-54573-2.


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Modificada em 21 set 1998