Tomografia computadorizada

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I. Computadores

A. Fundamentos

Computadores utilisam o sistema binário. A um bit (do inglês binary digit) pode ser atribuído um de dois valores discretos.
Um bit pode codificar 2 valores, ou dois tons de cinza, que correspondem a branco e preto.
n bits podem codificar 2n valores, ou valores de cinza.
8 bits = 1 byte; 2 butes = 1 word(16 bits).
Um total de 256 tons de cinza (28) podemser codificados em um byte (8 bits).
Um total de 4096 tons de cinza (212) pode ser codificado em 12 bits.
Necessidades de armazenamento para computadores podem ser especificadas utilizando kilobytes (kB) (103 bytes), megabytes (MB) (106 bytes), gigabytes (GB) (109 bytes) ou terabytes (TB) (1012 bytes).

B. Informação na imagem.

Pixels são elementos individuais da imagem em uma imagembidimensional.
Em imagens digitais, cada pixel é normalmente codificadoutilizando 1 ou 2 bytes.
O número total de pixels em uma imagem é o produto do número depixels atribuídos à dimensão horizontal com o atribuído à dimensãovertical.
O número de pixels em cada dimensão é chamado de tamanho da matriz.
Se existesm 1024 (1 k) pixels nas direções vertical e horizontal, aimagem contém 1 k × 1k = 1 M, ou10242 pixels.
A Tabela 7.1. lista tamanhos típicos de matrizes utilizados em radiologiadiagnóstica.
O conteúdo de informaçãodas imagens é o produto do número de pixelse o número de bytes por pixel.
Uma imagem com uma matriz 512 × 512 pixels e codificação com 1byte para cada pixel requer 0,25 MB de memória (512 × 512 × 1).
A mesma imagem obtida utilizando 2 bytes codificando cada pixelcom 2bytes requer 0,5 MB de memória (512 × 512 × 2).
Um raio-x de tórax digitalizado em uma matriz 2 k × 2 k utilizandocodificação de 2 bytes (2048 × 2048 × 2) requer 8 MB de memória.
Sistemas digitais modernos de mamografia são desenhados com matrizesde 4 k × 4 k e 4 k × 6 k pixels.

Modalidade | Tamanho da Matriz | Bytes por pixel |
Medicina Nuclear | 64² ou 128² | 1 ou 2 |
RessonânciaMagnética | 128² ou 256² | 2 |
Tomografia computadorizada | 512² | 2 |
Ultrassom | 512² | 1 |
Angiografia digital | 1024² | 2 |
Radiografiacomputadorizada | 2048² | 2 |
Digitalizadores de filme | 2048² ou4096² | 2 |
Mamografia | 4096² ou 4096 × 6144 | 2 |
Tabela 7.1. Valores típicos para tamanhos de matrizes e bytes por pixel em radiologia

Com codificação de 2 bytes por pixel, uma únicaimagemmamografia onde requerer de 32 a 48 MB de memória.

C. Hardware do computador.

Memórias de computador são do tipo memória de acesso aleatório(RAM, do inglês randomaccessmemoryou do tipo memórias somentepara leitura (ROM, do inglês read-onlymemory).
RAM é a memória temporária que armazena informação enquanto oaplicativo (software) é utilizado.
ROM é somente para armazenamento. Dadas emROM não podemser sobrescritos.
Memórias de buffer são normalmente consideradas parte da RAM e sãoem geral utilizadas para vídeo.
Uma unidade de processamento central (CPU) realiza cálculos eoperações lógicas sob o controle das instruções do software.
O processamento paralelo ocorre quando várias tarefas são realizadassimultaneamente.
O processamento serial refere-se à execução dastarefassequencialmente.
Processadores paralelos são dispositivos eletricamente conectadosdedicados a realizar um tipo de cálculo rápido.
Processadores paralelos são utilizados em CT e ressonânciamagnética onde um grande número de cálculos é necessário paraconverter dados em imagens.

D. Software de computador

Os computadores utilizam sistemas operacionais para realizar atividadesinternas tais comoarmazenamento de arquivos.
Um arquivo é uma coleção de dados tratados como uma unidade.
Exemplos de sistemas operacionais são DOS (para computadorespessoais tipo IBM), UNIX (para computadores SUN), e VMS (paravários computadores tipo mainframe). Computadores Macintoshutilizam um sistema próprio.
Aplicativos fornecem instruções para os computadores. Os programasinstruem o computador sobre onde os...
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