Медицинская визуализация

Информацию о состоянии здоровья пациента врач может получить благодаря пяти органам чувств – зрению, слуху, осязанию, вкусу и обонянию. Однако решающий вклад в диагностику состояния здоровья пациента вносят зрительные образы. Поэтому в медицинской диагностике решающую роль играет визуализация, позволяющая получить изображения исследуемых органов пациента как в видимых, так и в невидимых лучах (см. рисунок).

В видимых лучах врач анализирует состояние кожного покрова, языка, белков глаз пациента, а при использовании эндоскопов — стенок желудочно-кишечного тракта и т.д.

В невидимых лучах исследуются физико-химические и энергетические параметры внутренних органов. Например, в рентгеновских лучах — размер и форма, пространственная ориентация и содержимое интересующего врача органа, а в инфракрасных лучах – «картина» его теплового излучения.

Центральная проблема при анализе любых диагностических изображений пациента – постановка правильного диагноза на ранних стадиях заболеваний. Это особенно важно для таких опасных для жизни патологий, как рак и туберкулёз. Ведь эффективность их лечения наиболее высока именно на ранних стадиях.

В силу сложности задач, решаемых при диагностике патологий, в настоящее время невозможно исключить врача из процесса принятия решения. В результате качество медицинской диагностики напрямую зависит от квалификации (знаний) и практического опыта врача. Ведь диагностические признаки патологий являются всего лишь «ключом к кладовым знаний» конкретного врача.

На ранних стадиях заболеваний отклонения от «нормы» диагностических признаков в изображениях исследуемых органов едва заметны или визуально неразличимы. Поэтому ранние стадии патологий нередко пропускаются и опытным врачом-диагностом из-за:

 — конечности и зависимости контрастной чувствительности зрения врача от угловых размеров диагностических признаков и адаптации зрения;

 — зависимости зрительного обнаружения диагностических признаков от:
а) их видимости (контраста);
б) времени анализа диагностического изображения;
в) соотношения угловых размеров анализируемого изображения и диагностических признаков;

 — искажений диагностических признаков в процессе их визуализации.

При использовании любых систем медицинской визуализации (рентгеновских, ультразвуковых, томографических, тепловизионных, эндоскопических и др.) качество диагностики определяется наиболее слабым звеном диагностической цепочки и зависит от согласованности всех её звеньев. Поэтому для повышения качества медицинской диагностики функции между врачом-диагностом и системой медицинской визуализации должны распределяться исходя из сочетания преимуществ машинного и визуального анализа диагностических изображений:

Типовые функции системы медицинской визуализации:

1. Получение в видимых или в невидимых лучах адекватного исследуемому органу изображения.

2. Адекватная визуализация невидимого изображения исследуемого органа, например, полученного в рентгеновских лучах.

3. Адаптация

 — к следующим параметрам исследуемого органа пациента:
а) размеру и форме (ребенок – взрослый, худой – толстый);
б) ориентации (при переломах костей);
в) структуре (содержимому);
г) изменениям во времени за счет дыхания и сердцебиения;

 — к типам диагностических признаков исследуемых органов пациента (выбор алгоритмов обработки изображения);

 — к типам решаемых диагностических задач (поиск и обнаружение, распознавание, анализ динамики изменения во времени и пространстве диагностических признаков).

4. Адаптация к параметрам зрения, представлениям моделей «нормы» и «патологии» исследуемого органа пациента конкретным врачом-диагностом.

5. Количественный интерактивный анализ видимых врачу-диагносту диагностических признаков исследуемого органа пациента (геометрических, денситометрических, цветовых и др.).

6. Синтез математический модели функционирования исследуемого органа пациента по результатам количественного интерактивного анализа.

7. Визуализация синтезированной математической модели исследуемого органа пациента для принятия

100
Комментарии (6)
  • 15 августа 2010 в 21:02 • #
    Владимир Серов

    Люблю физику, технологию, схемотехнический анализ... К сожалению часто сталкиваюсь с непониманием врачами всех этих разделов, а ведь их влияние на диагностику имеет решающее значение. Как иллюстрация - отсутствие комментариев в этом (в числе других) топике.

  • 15 августа 2010 в 21:45 • #
    Евгений Николаев

    Взаимопонимание врача и создателя диагностической техники редкая вещь. :)

    Задача врача - поставить правильный диагноз, а разработчика диагностической техники - помочь врачу быстро и точно решить конкретную диагностическую задачу. Например, есть перелом или нет перелома в анализируемом рентгеновском снимке костей? Или чем отличается нынешний флюорографический снимок от прошлогоднего?

    Сложность создания диагностической техники связана с изменчивостью решаемых врачом задач, изменчивостью исследуемых им органов пациента, с искажениями диагностических признаков в процессе визуализации. Например, типовая методика чтения флюорографических снимков содержит не одну страницу инструкций, ЧТО, ГДЕ и КАК искать?

  • 15 августа 2010 в 22:23 • #
    Владимир Серов

    Да, часто "патология" обусловлена техническими условиями. Например, на мягком (недоэкспонированном) снимке что только не примерещится: и пневмония, и очаги, прочие причудливые тени. На переэкспонированном - наоборот: патологические тени "перебиваются" и не дифференцируются. Сталкиваюсь с фактами недооценки этих технико-физических, обстоятельств, недостаточной технологической дисциплины при получении медизображений.

    Про аппаратное обеспечение рассказать?

  • 15 августа 2010 в 23:17 • #
    Евгений Николаев

    Рассказать! :)

  • 15 августа 2010 в 23:45 • #
    Владимир Серов

    В больнице 10 Р-кабинетов. Аппараты, которые можно считать нормальными - 3 (21 века), остальные имеют более чем 20-летний возраст. Самый старый старик-Диагномакс произведен в 64 г. прошлого столетия. "Венгры" (у нас их 3) выдают приличные снимки, производят впечатление "неубиваемых" в отличии от наших РУМов и Рентгенов. Мало того что аппараты старые, так еще и должного обслуживания нет :(( Это в региональном центре, а каково в провинции!? Какие уж там, как вы говорите, едва заметные признаки!! Если и удается получать приемлемые изображения, только благодаря подвижничеству, лаборантов, можно сказать их потом и кровью.

  • 16 августа 2010 в 13:24 • #
    Евгений Николаев

    Спасибо за информацию, Владимир Борисович!
    Ситуация для меня знакомая, но посмотреть на неё можно и с другой стороны – надежности старой рентгеновской техники, позволяющей худо-бедно решать диагностические задачи.

    Недавно я знакомился с работой диагностического центра, оснащенного самым современным медицинским оборудованием. В диагностическом центре внедрены и успешно используются и информационные технологии. Там мне рассказали поучительную историю. Имея квалифицированных технических специалистов, диагностический центр решил отказаться от послегарантийного обслуживания рентгеновского комплекса фирмой-производителем. И вышло это «боком», так как через 2 недели после окончания гарантийного срока комплекс отказался работать. Местным умельцам удалось быстро разобраться в причине отказа аппаратуры, но запустить комплекс так и не удалось, так как фирма-производитель на программном уровне заложила невозможность восстановления работоспособности без её участия. Мне известны примеры и с более печальными для медучреждений результатами, когда ЯМР томографы «пережили» саму фирму.

    Владимир Борисович! Радуйтесь, что Вам еще разрешают работать на отслужившей свой срок аппаратуре. :) Недавно мне главный врач одного медучреждения рассказывал, как его оштрафовали за такое.