Chronisch entzündliche Darmerkrankung (CED) bereiten in der Diagnostik durch das meist jüngere Patientenalter, die Tendenz zu Rezidiven im Erkrankungsverlauf, welche häufig den Einsatz diagnostischer Mittel erfordert, und die extraintestinalen Pathologien, die endoskopisch nicht zugänglich sind, Probleme. Durch die bisherigen etablierten Untersuchungsmethoden sind in diesen speziellen Fragestellungen CED nicht immer befriedigend darstellbar. Daher wäre die Einführung der Magnetresonanztomographie (MRT) als Diagnostikalternative von Vorteil. Experimentell soll überprüft werden, wie valide die MRT den pathologischen Befund abbilden kann, ferner die Möglichkeiten einer rechnergestützten, nach festgelegten Algorithmen durchgeführten Auswertung. An einem Kaninchenmodell werden durch Irritantienapplikation chronisch entzündliche Darmerkrankungen simuliert, die resezierten Darmabschnitte mit Wandpathologien im MRT durch eine Mikrospule vermessen und in der Pathologie mikroskopisch untersucht. Am MRT werden die Darmschnitte durch einen konventionellen Editor und einen DICOM-Editor rechnergestützt semiautomatisch ausgewertet. Die transmurale Darmwanddickenmessung zeigt eine gute Korrelation zwischen den maximalen Dickenmessungen der Pathologie und dem konventionellen Editor (rho = 0,850) bzw. der Pathologie und dem DICOM-Editor (r = 0,843). In der Varianzanalyse der nach den Befunden "Normalbefund", "akute Entzündung" und "chronische Entzündung" aufgeschlüsselten maximalen Darmwanddickenbefunde können signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen "Normalbefund" und "chronische Entzündung" sowie "akute Entzündung" und "chronische Entzündung" festgestellt werden (jeweils p < 0,01). Dabei enthält die Gruppe der chronischen Entzündungen durchschnittlich die höchsten Darmwanddicken. In einer Analyse der transmuralen Profile liegen die Maxima überwiegend in der dem Lumen zugewandten Seite. Das Kaninchenmodell kann zur Simulation chronisch entzündlicher Darmerkrankungen genutzt werden und ist ausreichend stabil. Höhere Auflösung, kürzere Meßzeiten sowie kostengünstigere MRTs und die Nutzung rechnergestützter Auswertung erweitern die Einsatzmöglichkeiten der bei Problemfällen in der Diagnostik der CED. / Several problems exist in the diagnosis of chronic inflammatory bowel diseases (CIBD). Most patients are young, the diseases have a tendency to recur, which requires repeat diagnostic evaluation, and they may have extraintestinal pathologies, which can not reached by endoscopy. The capabilities of magnetic resonance imaging (MRI) shall be tested by an experiment. CIBD are simulated in a rabbit model by application of an irritating solution. The resected bowel walls with pathologies are measured by using a MRI micro coil system and examined by a pathologist. Bowel sections are evaluated by the conventional editor of the MRI scanner and semiautomatic by fixed algorithms with a DICOM-Editor. The measurement of the bowel thickness shows a good correlation between the maximum thickness of the pathology and the maximum thickness of the conventional editor (rho = 0,850), and , pathology and DICOM-editor (r = 0,843), respectively. In the analysis of variance the measured thickness differed significantly between "normal findings", "acute inflammation" and "chronic inflammation". It differed between the groups "normal findings" and "chronic inflammation" as well as between "acute inflammation" and "chronic inflammation" (each p < 0.01). On average, the group of chronic inflammation contains the highest bowel thickness. In an analysis of the location of signal intensity maximum, the greatest signal was found on the luminal side of the bowel wall. The rabbit model can be used to simulate chronic inflammatory bowel diseases. It is sufficiently reproducible. Higher resolution, shorter measurement periods and more cost-effective MRIs as well as semiautomatic computerized evaluation by fixed algorithms will increase the use of MRI in the case of chronic inflammatory bowel diseases.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / One of the main forms of diagnosis used nowadays matches the exams performed by analysis of diagnostic images. Due to a growing request for this kind of diagnostic and the repetitive manual procedure of the used methods by radiologists new ways are emerging to aid procedures. A tool that can help the physician to report a diagnosis is searching similar cases for that which is being held with the main function of increased safety to the radiologist in his notes. For this, a modular architecture for content-based diagnostic image retrieval was developed as a tool to aid diagnosis. Through the DICOM SR standard used to store radiological findings and measurements - commonly from CAD - was implemented in a PACS environment a structure that will provide storage and query contents extracted from diagnostic images. The contents extraction from images can be done by different processing methods that generate different parameters for storage and retrieval. The project was developed in partnership with a provider of solutions for PACS and the Applied Computing Laboratory of the Federal University of Santa Maria. / Uma das principais formas de diagnóstico utilizadas atualmente corresponde aos exames realizados por meio da análise de imagens diagnósticas. Devido à demanda crescente por esse tipo de exame e ao processo manual e repetitivo dos métodos utilizados pelos médicos radiologistas, começam a surgir novos meios para auxiliar os procedimentos. Uma ferramenta que pode ajudar o médico na formulação de diagnósticos é a busca de casos semelhantes àquele que está sendo realizado, tendo como função principal conferir maior segurança ao radiologista em seus apontamentos. Para tanto, foi desenvolvida uma arquitetura modular para recuperação de imagens diagnósticas baseada em conteúdo como uma ferramenta de auxílio a diagnósticos. Através do padrão DICOM SR, utilizado para armazenar achados radiológicos e mensurações - comumente provenientes de CAD - implementou-se, em um ambiente PACS, uma estrutura capaz de permitir o armazenamento e consulta de características extraídas das imagens diagnósticas. A extração de características das imagens pode ocorrer através de diferentes métodos de processamento que, por sua vez, geram diferentes parâmetros para armazenamento e consulta. O projeto foi desenvolvido em conjunto com uma empresa fornecedora de soluções de PACS e com o Laboratório de Computação Aplicada da Universidade Federal de Santa Maria.

La protection de l’image médicale numérique comporte au moins deux aspects principaux: la sécurité et l’authenticité. Afin d’assurer la sécurité, l’information doit être protégée vis-à-vis des utilisateurs non autorisés. L’authenticité permet quant à elle de s’assurer que la donnée reçue n’est pas modifiée, n’est pas altérée, et qu’elle est bien envoyée par l’expéditeur supposé. La « technique » cryptographique garantit la sécurité en faisant l’hypothèse que l’expéditeur et le destinataire ont des clés permettant respectivement de crypter et de décrypter le message. De cette manière, seule la personne possédant la bonne clé peut décrypter le message et accéder au contenu de la donnée médicale. Dans cette thèse, nous avons apporté plusieurs contributions. La principale contribution est la proposition de solutions de tatouage d'images médicales robustes et réversibles dans le domaine spatial basées respectivement sur l’analyse de concepts formels (FCA) et le diagramme de décision binaire par suppression des zéros (ZBDD). La seconde est une approche de tatouage d’image médicale semi-aveugle pour la détection de modifications malveillantes. Une autre contribution est la proposition d'un système de chiffrement symétrique sécurisé basé sur les N-grams. La dernière contribution est un système hybride de tatouage et de cryptographie d’image médicale qui s’appuie sur une nouvelle forme de carte chaotique (chaotic map) pour générer des clés ayant des propriétés spécifiques, et qui permet d'obtenir une meilleure efficacité, une grande robustesse et une faible complexité par rapport aux approches existantes. / The protection of digital medical image comprises at least two main aspects: security and authentication. In order to ensure the security, the information has to be protected from the unauthorized users while the authentication confirms that the received data is not affected or modified and is sent by the intended sender (watermarking). The cryptography technique proves the security issues by assuming the intended sender and intended receiver have some security aspects called keys. So, after encryption of the digital material from the sender side, the person who has the key (receiver) can decrypt and access the content of the digital material. In this thesis, we have brought several contributions. The main one is the provision of robust and reversible medical image watermarking solutions in the spatial domain based respectively on FCA and ZBDD. The second one is a semi-blind medical image watermarking approach for the tamper detection. Another contribution is the proposal of a secure symmetric encryption system based on N-gram. The last contribution is a hybrid watermarking and cryptography medical image system which focuses on a new form of chaotic map to generate keys with specific properties, and achieves better efficiency, high robustness and low complexity than the existing approaches.

Este trabalho apresenta uma proposta para a publicação eletrônica de imagens e metadados do formato DICOM, visando à interoperabilidade de sistemas heterogêneos, que têm a capacidade de se adaptarem às particularidades do ambiente médico, através da Web, proporcionando assim, ambientes propícios à área da saúde. Atualmente, para desenvolver ambientes de visualização de imagens na Web, são utilizados padrões de imagens, conceitos de metadados e adaptação de tecnologias para este fim. Utilizando o formato padrão de imagens médicas DICOM, com este trabalho se propõe construir um Framework para visualizar e trocar informações através da Web. Entre as suas aplicações estão a telemedicina e a integração de imagens aos sistemas de informação na área da saúde. / The present work presents a proposal for electronic publishing of images and metadata of the DICOM format. It aims interoperation of heterogeneous systems, which have the capacity to adapt themselves to the specificities of medical environment, via Web, providing this way, proper environments to the health area. Nowadays, in order to develop environments for visualizing images on the Web, it is necessary to use patterns of images, metadata concepts and adaptations of technologies for this purpose. Throughout the use of standard format of medical images DICOM, this work proposes the construction of a Framework to visualize and exchange information via Web. Among its applications are the telemedicine and the image integration to the information systems in the health area.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-20T20:42:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 195208.pdf: 2696368 bytes, checksum: 033a5a5b52c5a2a2422e8d778c8a32dc (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-20T04:54:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 208066.pdf: 638412 bytes, checksum: c762b70508aada6ed9a0a59748b8d2c9 (MD5) / A área do diagnóstico por imagem é um dos campos da medicina mais propensos a uso da Telemedicina, porque normalmente não existe a obrigação do contato direto com o paciente pelo radiologista responsável durante a elaboração do diagnóstico. A carência de especialistas em locais distantes de grandes centros urbanos faz da Telemedicina uma importante ferramenta para melhorar os serviços de atenção à saúde. Neste trabalho é apresentado um modelo baseado em uma abordagem federada chamo Portal de Teleradiologia, para a integração de bancos de imagens médicas DICOM distribuído geograficamente. O objetivo é prover uma visão única e transparente dos dados compartilhados sem sacrificar a autonomia dos sistemas integrantes ou interferir com operações locais. Um requisito obrigatório para sistemas desta natureza é a garantia de um contexto seguro para a execução das operações. O modelo proposto prevê também a identificação única de pacientes entre as diversas bases de dados através de técnicas de relacionamento de registros. Para a implementação do protótipo do sistema foi utilizada a tecnologia de objetos distribuídos através da arquitetura CORBA.

Este trabalho apresenta uma proposta para a publicação eletrônica de imagens e metadados do formato DICOM, visando à interoperabilidade de sistemas heterogêneos, que têm a capacidade de se adaptarem às particularidades do ambiente médico, através da Web, proporcionando assim, ambientes propícios à área da saúde. Atualmente, para desenvolver ambientes de visualização de imagens na Web, são utilizados padrões de imagens, conceitos de metadados e adaptação de tecnologias para este fim. Utilizando o formato padrão de imagens médicas DICOM, com este trabalho se propõe construir um Framework para visualizar e trocar informações através da Web. Entre as suas aplicações estão a telemedicina e a integração de imagens aos sistemas de informação na área da saúde. / The present work presents a proposal for electronic publishing of images and metadata of the DICOM format. It aims interoperation of heterogeneous systems, which have the capacity to adapt themselves to the specificities of medical environment, via Web, providing this way, proper environments to the health area. Nowadays, in order to develop environments for visualizing images on the Web, it is necessary to use patterns of images, metadata concepts and adaptations of technologies for this purpose. Throughout the use of standard format of medical images DICOM, this work proposes the construction of a Framework to visualize and exchange information via Web. Among its applications are the telemedicine and the image integration to the information systems in the health area.

Este trabalho apresenta uma proposta para a publicação eletrônica de imagens e metadados do formato DICOM, visando à interoperabilidade de sistemas heterogêneos, que têm a capacidade de se adaptarem às particularidades do ambiente médico, através da Web, proporcionando assim, ambientes propícios à área da saúde. Atualmente, para desenvolver ambientes de visualização de imagens na Web, são utilizados padrões de imagens, conceitos de metadados e adaptação de tecnologias para este fim. Utilizando o formato padrão de imagens médicas DICOM, com este trabalho se propõe construir um Framework para visualizar e trocar informações através da Web. Entre as suas aplicações estão a telemedicina e a integração de imagens aos sistemas de informação na área da saúde. / The present work presents a proposal for electronic publishing of images and metadata of the DICOM format. It aims interoperation of heterogeneous systems, which have the capacity to adapt themselves to the specificities of medical environment, via Web, providing this way, proper environments to the health area. Nowadays, in order to develop environments for visualizing images on the Web, it is necessary to use patterns of images, metadata concepts and adaptations of technologies for this purpose. Throughout the use of standard format of medical images DICOM, this work proposes the construction of a Framework to visualize and exchange information via Web. Among its applications are the telemedicine and the image integration to the information systems in the health area.

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Tomographic MR (Magnetic Resonance) and sonographic biosignal processing are important non-invasive diagnostic methods used in a medicine. A noise added into processed data by an amplifier of tomograph receiving part and by circuits of sonograph is resulting in a body organ diagnosis degradation. Image data are stored in a standardized DICOM medical file format. Methods using wavelet analysis for noise suppression in image data have been designed and their comparation with classical methods has been made in this work. The MATLAB was utilized for data processing and data rewriting back to the DICOM format.