Sistema de informação e processamento para radiologia odontológica

Mestrado em Engenharia Electrónica e TelecomunicaçõesAs técnicas imagiológicas assumem-se como os meios complementares de diagnóstico e terapêutica (MCDT) de maior relevância no cenário clínico actual. O recurso crescente a estas técnicas surge no sentido de maximizar a acuidade do diagnóstico, procurando correlacionar a informação imagiológica com outros dados clínicos, previamente identificados. A imagiologia médica compreende um vasto conjunto de técnicas de recolha de dados e de equipamentos tecnológicos, usados como complemento ao diagnóstico e tratamento de algumas patologias. A odontologia recorre cada vez com mais proeminência à radiologia projectiva, considerando-a como parte constituinte de um exame dentário. Este trabalho surge no âmbito duma iniciativa a nível europeu, visando a obtenção de dados de um arquivo de radiografias dentárias e a aplicação de técnicas de análise e processamento digital que permitam identificar e correlacionar as estruturas morfológicas dentárias com diversas patologias do foro estomatológico. No âmbito desta dissertação, abordaram-se temas inerentes à formação e visualização de radiografias dentárias, assim como da qualidade expectável para este tipo de imagens. A melhoria da qualidade da imagem em radiologia, enquanto técnica de préprocessamento, reflecte-se credibilidade qualidade dos resultados produzidos pelos métodos de segmentação, usados na identificação dos contornos dos dentes. As técnicas de pré-processamento estudadas neste trabalho podem classificar-se em dois níveis: técnicas de minimização de ruído e técnicas de manipulação do contraste. Neste universo, foram estudados quatro métodos de segmentação orientados ao contorno, os quais foram designados por: método do gradiente; método MAP (maximum aposteriori); GVF – Snakes; e método interactivo baseado em Live Wire. Estas técnicas foram testadas em radiografias dentárias, propondose como principal aplicação prática a avaliação quantitativa da periodontite, baseada na medição da perda de massa óssea alveolar. A depuração e validação dos métodos foi fundamentada pelo estudo estatístico da variabilidade inter observador registada durante a tarefa de medição da perda de massa óssea alveolar. Finalmente, e no sentido de integrar as técnicas estudadas no âmbito desta dissertação, propôs-se um protótipo de um sistema de informação e processamento para radiologia odontológica. ABSTRACT: Image analysis techniques are the most important complementar means of diagnosis and therapeutics (MCDT) in the actual clinical scenery. The growing resource to these techniques appears in order to maximize the diagnosis acuity and to establish a relation between the information of the images with other clinical data, previously identified. Medical imaging contains a large set of data acquirement techniques and of technological equipments, used as complement to the diagnosis and treatment of some pathologies. The dentistry uses the projective radiology with more prominence, considering it as an auxiliary tool of dental exam. This work appears in an European initiative with two main goals. The first is the acquirement of a large data file of dental x-ray images and the second is to construct a software tool, which contains several techniques of digital image analysis and processing that can be used to identify and correlate the morphology of dental structures with several stomatological pathologies. In this dissertation, are presented themes about the formation and visualization of dental x-ray images, as well as about the expected quality for this kind of images. In radiology, the improvement of the image quality as preprocessing technique is reflected in the reliability of the results produced by the segmentation methods and used in the teeth contours identification. The preprocessing techniques that were studied in this work can be classified in two types: techniques of noise minimization and techniques of contrast enhancement. Therefore, were studied four contour oriented segmentation methods, which were designated as: gradient method; MAP method (maximum aposteriori); GVF - Snakes; and interactive method based on Live Wire. These techniques were tested in dental x-ray images, and was proposed as main practical application, the quantitative evaluation of periodontitis, based on the alveolar bone loss measurement. The depuration and validation of the implemented methods was based on the statistical study of the inter-observer variability, observed during the measurement of the alveolar bone loss. Finally, it was proposed a prototype of an information and processing system for odontological radiology, in order to integrate the techniques that were studied in the context of this dissertation