Suporte à recuperação de imagens médicas baseadas em conteúdo através de Histogramas Métricos. - Bueno, Josiane Maria (2002)
Os grandes centros médicos e hospitais de todo o mundo têm procurado integrar as informações de seus pacientes incluindo os exames de imagens efetuados (tomografia computadorizada, tomografia por ressonância magnética, ultrasson, medicina nuclear, etc.). Um sistema que integra as imagens junto às informações tradicionais é chamado de Sistema de Arquivamento e Comunicação de Imagens (Picture Archive and Communication System - PACS). Os sistemas PACS comerciais associam as imagens de exames às informações de pacientes através de chaves de consultas textuais e numéricas, não suportando consultas baseadas no conteúdo pictórico das imagens. Entretanto, muitas vezes o médico gostaria de recuperar as imagens armazenadas que fossem semelhantes (similares) a uma determinada imagem de consulta. Por exemplo, seja a consulta: "encontre as 10 imagens mais semelhantes à imagem Raio-X-tórax do Jõao da Silva". Ao responder a consultas desse tipo, o sistema permite que o médico relembre casos ocorridos anteriormente. Além disso, o conhecimento já gerado de exames e tratamentos anteriores pode ser recuperado mais rapidamente do que utilizando apenas a memória humana ou um sistema não automático de recuperação de informações. Um sistema com a capacidade de recuperar imagens utilizando o seu conteúdo pictórico é uma ferramenta valiosa para o auxílio ao diagnóstico médico. Esta tese apresenta a arquitetura de um PACS atualmente em desenvolvimento. Este sistema está sendo denominado mini-PACS. Tal sistema necessita da integração de três sistemas, a saber: - Um Sistema de Processamento de Imagens (SPI), o qual é responsável pela leitura e pré-processamento das imagens que são recebidas de diferentes dispositivos e possuem diferentes formatos. O SPI extrai as características relevantes das imagens, as quais serão utilizadas para a sua indexação e recuperação por conteúdo. - Um Sistema de Gerenciamento de Bases de Dados e Imagens (SGBDI), que permite a armazenagem e a recuperação de imagens baseada em seu conteúdo. O SGBDI utiliza uma estrutura métrica, a Slim-tree, que indexa as imagens através das características extraídas pelo SPI e possibilita responder consultas por similaridade. - Um Servidor de Web (SW), que disponibiliza o acesso às informações através da internet. A construção do Servidor de Web encontra-se fora do escopo do desenvolvimento desta tese. Porém, testes iniciais sobre a transferência e comunicação de imagens utilizando um servidor e aplicativos Java foram desenvolvidos para avaliar o comportamento do sistema. Entre as principais contribuições deste trabalho encontra-se um novo método de extração de características de imagens chamado histograma métrico. Os histogramas métricos permitem comparar imagens de diferentes tamanhos e mapeadas em faixas de quantização diferentes (se a alteração de brilho for linear). O tempo de resposta às consultas por similaridade utilizando histogramas métricos é, em média, 5 vezes menor do que o tempo de resposta utilizando histogramas tradicionais. Para permitir a indexação das imagens utilizando a Slim-tree foi necessário desenvolver uma nova função de distância métrica. Tal função de distância utiliza a diferença entre as áreas das curvas do histograma métrico. A construção da árvore de indexação utilizando os histogramas métricos chega a ser 10 vezes mais rápida do que com os histogramas tradicionais. As inovações e aperfeiçoamentos oriundos deste trabalho estão sendo integrados ao mini-PACS. Este sistema vem sendo desenvolvido de forma conjunta entre o Grupo de Bases de Dados e Imagens (GDBI) do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação da USP e o Centro de Ciências de Imagens e Física Médica (CCIFM) da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da USP.