Novel JPEG 2000 compression for faster medical image streaming and diagnostically lossless quality

Résumé

Les dossiers santé électroniques (DSE) peuvent significativement améliorer la productivité des cliniciens ainsi que la qualité des soins pour les patients. Par contre, implémenter un tel DSE robuste et universellement accessible peut être très difficile. Ceci est dû en partie à la quantité phénoménale de données générées chaque jour par les appareils d’imagerie médicaux. Une fois acquises, ces données doivent être disponibles à distance instantanément et doivent être archivées pour de longues périodes, au moins jusqu’à la mort du patient. La compression d’image peut être utilisée pour atténuer ce problème en réduisant à la fois les requis de transmission et de stockage. La compression sans perte peut réduire la taille des fichiers par près des deux tiers. Par contre, pour réduire davantage, il faut avoir recours à la compression avec perte où le signal original ne peut plus être récupéré. Dans ce cas, une grande attention doit être portée afin de ne pas altérer la qualité du diagnostic. En ce moment, la pratique usuelle implique le recours à des barèmes de compression basés sur les taux de compression. Pourtant, l’existence de variation du niveau de compressibilité en fonction du contenu de l’image est bien connu. Conséquemment, pour être sûres dans tous les cas, les recommandations doivent être conservatrices. Au même moment, les images médicales sont habituellement affichées après une transformation de niveau de gris qui peut masquer certaines données de l’image et engendrer des transferts de données inutiles. Notre objectif est d’améliorer la compression et le transfert en continu d’images médicales pour obtenir une meilleure efficacité tout en conservant la qualité diagnostique. Pour y arriver, nous avons 1- mis en évidence les limitations des recommandations basées sur les taux de compression, 2- proposé une méthode de transfert en continu qui tient compte de la transformation des niveaux de gris et 3- proposé une mesure de qualité alternative spécialement conçue pour l’imagerie médicale qui exploite l’effet bénéfique du débruitage tout en préservant les structures de l’image. Nos résultats montrent une variabilité significative de la compressibilité, jusqu’à 66%, entre les séries et que 15% des images compressées à 15:1, le maximum recommandé, étaient de moins bonne qualité que la médiane des images compressées à 30:1. Lors de la transmission en continu, nous avons montré une réduction des transferts de l’ordre de 54% pour les images en mode presque sans perte dépendamment de la plage des valeurs d’intérêts (VOI) examinée. Notre solution est également capable de transférer et afficher entre 20 et 36 images par seconde avec la première image affichée en moins d’une seconde. Enfin, notre nouvelle contrainte de compression a montré une réduction drastique des dégradations structurelles et les performances de la métrique qui en découle sont similaires à celle des autres métriques modernes.

Date	21 juin 2016
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Rita Noumeir (Directeur(-trice))