Цифровые технологии в отделении лучевой диагностики (99,00 руб.)

Стр.1

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

Стр.6

Стр.7

Стр.8

Стр.199

Стр.200

ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ в отделении ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ Руководство для врачей под редакцией Г.Г. Кармазановского и А.И. Лейченко Москва 2007

Стр.1

ББК 53.6 К 21 УДК 616073.75(035) Авторы и издательство благодарят ГРУППУ КОМПАНИЙ ГАММАМЕД, сделавшую возможным издание руководства. Под редакцией Ã.Ã. Кармазановского и À.È. Лейченко К 21 Цифровые технологии в отделении лучевой диагностики: руководство для врачей – М.: Издательский дом ВидарМ, 2007. – 200 с., ил. ISBN 9785884291133 Руководство написано коллективом авторов – физиками, математиками, луче выми диагностами, клиницистами, и призвано помочь лучевым диагностам глубже понять возможности цифровых технологий. Детально изложены такие аспекты, как медицинские цифровые изображения: получение, визуализация и свойства, способы оценки их качества и информативности, цифровые технологии в теневой медицин ской рентгеновской интроскопии, хранение и передача медицинских цифровых изоб ражений, использование цифровых технологий в многопрофильной клинике, техни ческие возможности мультимодальных рабочих станций как основа совершенствова ния диагностического процесса. Руководство предназначено для лучевых диагностов, врачей различных спе циальностей – пользователей цифровых медицинских изображений, медицинских физиков, студентов высших учебных заведений, изучающих медицинскую физику и лучевую диагностику. УДК 616073.75(035) ББК 53.6 ISBN 9785884291133 © Авторский коллектив, 2007 © Издательский дом ВидарМ, 2007

Стр.2

Оглавление Предисловие. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Список сокращений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Глава 1. Медицинские цифровые изображения: получение, визуализация и свойства (О.Б. Рязанцев) . . . . . 11 1.1. Физические и технические принципы медицинской интроскопии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2. Аналоговое и цифровое представление медицинских изображений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.3. Качество и информативность медицинских цифровых изображений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.4. Способы оценки качества и информативности медицинских цифровых изображений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Рекомендуемая литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Глава 2. Визуализация медицинских цифровых изображений: мониторы и печатающие устройства (А.Г. Розанов) . . . . . . . 45 2.1. Информационная система и ее оборудование. . . . . . . . . . . . . . . 45 2.2. Диагностические методы, в которых используются цифровые медицинские изображения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 2.3. Представление медицинских изображений . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 2.4. Мониторы медицинских изображений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 2.5. Методы повышения качества цифровых изображений. . . . . . . . 53 2.5.1. Калибровка мониторов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 2.5.2. Разработка новых методов отображения . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 2.6. Методы получения твердых копий цифровых изображений . . . 54 Глава 3. Цифровые технологии в теневой медицинской рентгеновской интроскопии (В.О. Карпунин) . . . . . . . . . . . . . 57 3.1. Основные характеристики рентгеновских диагностических систем. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.2. Система УРИ – устройство оцифровки видеосигнала – компьютер. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 3.3. Системы компьютерной радиографии на основе стимулируемых люминофоров (CRсистемы). . . . . . . . . . . . . . . . 64 3.3.1. Схема работы системы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 3.3.2. Пространственное и контрастное разрешение CRсистем в сравнении с системой «экран – пленка» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 3

Стр.3

3.4. Системы цифровой радиографии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 3.4.1. Система «экран – оптика – ПЗСматрица» . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 3.4.2. Техникоэкономическое обоснование использования цифровых рентгеновских приемников на основе системы «экран – оптика – ПЗСматрица» по сравнению с CRсистемами . . . 73 3.4.3. Сканирующие системы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 3.4.4. Цифровые рентгеновские приемники на основе полноформатной матрицы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Литература. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 Глава 4. Цифровые технологии – новый этап развития классической рентгенологии (Г.Г. Кармазановский) . . . . . . . . 80 Глава 5. Хранение и передача медицинских цифровых изображений (А.Г. Розанов, В.О. Карпунин) . . . . . . . . . . . . . . . . 83 5.1. Архив . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 5.2. Методы хранения цифровых изображений . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 5.3. Телемедицина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 5.4. Основные форматы хранения цифровых медицинских изображений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 5.4.1. Растровое и векторное представление изображения. . . . . . . . 84 5.4.2. Формат TIFF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 5.4.3. Формат BMP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 5.4.4. Формат JPEG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 5.4.5. Формат DICOM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 Рекомендуемая литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Глава 6. Использование цифровых технологий в многопрофильной клинике (А.В. Гаврилов, П.В. Зайцев, И.В. Куликов, А.В. Парусников, И.В. Архипов). . . . . . . . . . . . . . 96 Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 6.1. Архитектура и основные задачи АРИС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 6.1.1. Регистрация изображений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 6.1.2. Визуализация изображений и основные действия с изображениями . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 6.1.3. Документирование результатов обследований . . . . . . . . . . . . 101 6.1.4. Архивирование графической информации . . . . . . . . . . . . . . . 102 6.2. Использование АРИС и рабочих станций MultiVox в медицинских учреждениях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 6.3. Технология работы при обычном рутинном исследовании на примере работы рентгеновского отделения с комплексом цифровой радиографии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 6.4. Использование рабочих станций MultiVox в научной работе 6.4.1. Обработка и анализ 2Dизображений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 4

Стр.4

6.4.2. Современные компьютерные технологии при построении и анализе 3Dизображений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 6.4.3. Получение 3D ультразвуковых изображений на рабочей станции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 6.4.4. Некоторые использования рабочей станции в клинических исследованиях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 6.5. Проведение телеконсультаций и телеконференций врачей при передаче изображений, удаленный доступ. . . . . . . . . . . . . . . . . 119 6.6. Техническая реализация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 6.7. Что дает внедрение в практическую работу медицинского учреждения АРИС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 Глава 7. Технические возможности мультимодальных рабочих станций как основа совершенствования диагностического процесса (И.А. Косова, Г.Г. Кармазановский). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 Глава 8. Научное использование возможностей архивирования и представления медицинской информации (Г.Г. Кармазановский) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 Глава 9. Рентгенопленка, твердая копия, изображение на мониторе – чему лучевой диагност отдаст предпочтение? (Г.Г. Кармазановский) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 Глава 10. Цифровые технологии в клинических исследованиях 10.1. Цифровые технологии в лучевой диагностике заболеваний орбиты (А.Ф. Бровкина, О.Ю. Яценко) . . . . . . . 158 Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 10.2. Цифровые технологии в реконструктивной и пластической хирургии (Н.А. Адамская, В.А. Князь). . . . . . 183 Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 Глава 11. Цифровые технологии как основа развития специальности лучевая диагностика (Г.Г. Кармазановский) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 5

Стр.5

Авторский коллектив Адамская Наталья Анатольевна, канд. мед. наук, научный сотрудник отделения реконструктивной и пластической хирургии ФГУ «Институт хи рургии им. А.В. Вишневского Росмедтехнологий» Архипов Иван Владимирович, ведущий программист ООО «АЛЬДА УНИВЕРСАЛ» Бровкина Алевтина Федоровна, академик РАМН, профессор, докт. мед. наук, заслуженный деятель науки РФ, лауреат Государственной пре мии СССР, премии Правительства России, зав. курсом офтальмоонкологии и патологии орбиты кафедры офтальмологии с курсами детской офтальмо логии, офтальмоонкологии и патологии орбиты РМАПО Гаврилов Андрей Васильевич, старший научный сотрудник, канд. техн. наук, отдел микроэлектроники НИИ ядерной физики им. Д.В. Скобельцына МГУ им. М.В. Ломоносова Зайцев Павел Владимирович, ведущий программист, отдел микроэле ктроники НИИ ядерной физики им. Д.В. Скобельцына МГУ им. М.В. Ломоно сова Кармазановский Григорий Григорьевич, докт. мед. наук, профессор, заведующий отделением лучевой диагностики ФГУ «Институт хирургии им. А.В. Вишневского Росмедтехнологий», профессор курса лучевой диагнос тики при кафедре хирургии ФППО ММА им. И.М. Сеченова, лауреат премии Правительства РФ Карпунин Владимир Олегович, ведущий инженерфизик ФГУП ГНЦ РФ «Институт теоретической и экспериментальной физики им. А.И. Алиханова» Князь Владимир Александрович, начальник лаборатории цифровых видеометрических методов, трехмерных измерений и виртуальной реаль ности ФГУП «ГосНИИАС», преподаватель кафедры «Авиационнокосмичес кие системы обработки информации и управления» МИРЭА, член SPIE. Ав тор более 80 научных работ. Область научных интересов: машинное зрение, цифровая фотограмметрия, виртуальная реальность Косова Ирина Анатольевна канд. мед. наук, старший научный сотруд ник отделения лучевой диагностики ФГУ «Институт хирургии им. А.В. Виш невского Росмедтехнологий» 6

Стр.6

Куликов Игорь Владимирович, ведущий программист, отдел физичес ких методов исследования НИИ физикохимической биологии им. А.Н. Бе лозерского МГУ им. М.В. Ломоносова Лейченко Александр Ильич, кандидат физикоматематических наук, старший научный сотрудник по специальности рентгеновские приборы и приборы для измерения ионизирующих излучений, генеральный директор научнопроизводственной фирмы «Гаммамед» Парусников Антон Вадимович, ведущий программист, отдел физичес ких методов исследования НИИ физикохимической биологии им. А.Н. Бе лозерского МГУ им. М.В. Ломоносова Розанов Александр Григорьевич, ведущий инженер ФГУП ГНЦ РФ «Институт теоретической и экспериментальной физики им. А.И. Алиханова» Рязанцев Олег Борисович, ведущий научный сотрудник ВНИИ компью терной томографии, ведущий специалист ООО «НТЦ «Медицинская физика ИТЭФ» Яценко Олег Юрьевич, канд. мед. наук, научный сотрудник академи ческой группы при академике РАМН А.Ф. Бровкиной, ассистент кафедры офтальмологии с курсами детской офтальмологии, офтальмоонкологии и патологии орбиты РМАПО 7

Стр.7

Предисловие Институт хирургии им. А.В. Вишневского Росмедтехнологий всегда сла вился передовыми методиками в области хирургии. Современные научно технические разработки находят отражение и в новейших технологиях хи рургических вмешательств, например лапароскопической хирургии, отли чающейся малой травматичностью и, безусловно, большей предпочтитель ностью для больного. Однако и традиционная хирургия, и малоинвазивная хирургия не могут развиваться без углубленного познания сути патологического процесса, основу которого составляют данные дооперационных инструментальных обследований и конечно же результаты лучевых методов диагностики. Ко личество и качество диагностической информации возрастают столь стре мительно, что приходится искать новые возможности ее хранения, переда чи для интерпретации как в процессе коллективных обсуждений на конси лиумах, так и для возможности многократного возвращения к диагности ческим данным и самостоятельного осмысления хирургом результатов обследования больного, на которых основана предоперационная концеп ция его лечения. Создание информационной диагностической сети института на основе цифрового архива отделения лучевой диагностики стало основой инфор мационного прорыва в работе не только лучевых диагностов, но и хирур гов – конечных пользователей такой диагностической информации. Формирование информационной сети было нелегким, многоэтапным процессом. Однако были получены реальные результаты, нашедшие отра жение в повседневной работе хирургических отделений. Авторский коллек тив руководства принял самое активное и непосредственное участие в соз дании информационной сети. Думаю, что опыт, нашедший отражение на страницах данного руководства, будет полезен всем – и тем, кто только за думывается над проблемой внедрения цифровых технологий в своем ле чебном учреждении, и «продвинутым» пользователям, которые, вероятно, смогут найти для себя новую и полезную информацию. Желаю авторам не останавливаться на достигнутых результатах, шире внедрять разработки для действительной реализации проекта «Телемеди цина» и его весомой части «Телерадиология». Директор Института хирургии им. А.В. Вишневского Росмедтехнологий, академик РАМН В.Д. Федоров 8

Стр.8

Заключение Цифровые технологии окружают современного человека повсеместно. Лучевая диагностика – одна из самых информационно насыщенных меди цинских дисциплин. Нехватка квалифицированных кадров при наличии су персовременных технологий передачи информации – основа для быстрого и эффективного развития нового направления информатики, медицинской физики, лучевой диагностики – телерадиологии. Телерадиология – составная часть телемедицины, но самая «тяжеловес ная», информационно насыщенная ее часть. Успехи телерадиологии авто матически означают успехи телемедицины в целом. Эффективная реализа ция нацпроекта «Здоровье», помимо прочего, связана с оснащением ле чебных учреждений высокоинформативной диагностической аппаратурой, которая появилась даже в тех городах, где о ней могли только мечтать, а о ее применении – читать исключительно в специальной литературе. Сказка стала явью. Однако эффективное использование высокоточной, вы сокоинформативной аппаратуры на местах возможно только при информа ционной «привязке» к специализированным центрам, обладающим как собственным богатым клиническим опытом, так и обобщающим и анализи рующим мировые тенденции развития тех или иных направлений медици нской науки. Телерадиология является одной из приоритетных задач развития отече ственной радиологии. Наш авторский коллектив призывает всех заинтересованных лиц к сотрудничеству и нахождению, возможно, оригинальных путей решения этой непростой, но очень важной задачи транспорта, аккумуляции и интер претации диагностической информации. 199

Стр.199

Научнопрактическое медицинское издание Под редакцией Григория Григорьевича Кармазановского, Александра Ильича Лейченко Цифровые технологии в отделении лучевой диагностики Руководство для врачей Художник А.И. Морозова Верстка А.А. Родионова, Ю.А. Кушель Корректор Н.А. Шелудякова Выпускающий редактор Л.С. Родионова ООО «Издательский дом ВидарМ», 109028 г. Москва, а/я 16 Tел. (095) 5898660, тел./факс (095) 9127670 Лицензия ИД № 00322 от 27.10.99 в Министерстве РФ по делам печати, телерадиовещания и средств массовых коммуникаций Подписано в печать 26.10.2007 Формат 70 Ч 100 1 /16 Печать офсетная Печ. л. 12,5 Тираж 1000 Заказ

Стр.200