Влияние технических параметров приемников цифровых рентгенографических систем на качество диагностики заболеваний легких
|
Скачать 300.13 Kb.
|
1 2
|
На правах рукописи УДК 616-71 Садиков Павел Владимирович Влияние технических параметров приемников цифровых рентгенографических систем на качество диагностики заболеваний легких 14.00.19 – «Лучевая диагностика, лучевая терапия» АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Москва - 2008 Работа выполнена в научно-практическом центре медицинской радиологии Департамента здравоохранения г. Москвы Научные руководители: Доктор медицинских наук, профессор Юрий Викторович Варшавский Доктор технических наук Михаил Израилевич Зеликман Официальные оппоненты: Доктор медицинских наук Владимир Николаевич Троян Главный военный клинический госпиталь имени Н.Н. Бурденко Доктор технических наук, Николай Николаевич Блинов (мл.) ГОУ ВПО «Московский инженерно-физический институт» Ведущая организация: ГОУ ВПО РФ «Российский государственный медицинский университет Росздрава» Защита состоится __ ________________2008 года в 12 часов назаседании диссертационного совета ДМ 208.041.04 при ГОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет Росздрава» (Москва, ул. Долгоруковская, дом 4, строение 7. Почтовый адрес:127473, Москва, ул. Делегатская, д.20/1). С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного медико-стоматологического университета (127206, Москва, ул. Вучетича, д. 10а). Автореферат разослан __ ________________2008 года. Ученый секретарь диссертационного совета кандидат медицинских наук, доцент Хохлова Т.Ю. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Рентгеновские методики в нашей стране являются основными в массовом выявлении туберкулеза легких у взрослых при отсутствии бактериовыделения [Котляров П.М. 2001]. Рентгенография и флюорография органов грудной клетки стали наиболее частыми исследованиями, применяющимися для диагностики пневмоний, туберкулеза и онкологических процессов легких. Однако пленочная флюорография имеет существенный недостаток – большие дозы облучения, получаемые пациентом при обследовании [Зеликман М.И. 2007]. В настоящее время бурно развиваются цифровые технологии, позволяющие проводить обследования органов грудной клетки с малыми лучевыми нагрузками. Скрининг заболеваний легких при помощи этих методик осуществляется по всей России. В рамках приоритетного национального проекта «Здоровье» цифровыми флюорографическими системами оснащаются многочисленные лечебные учреждения первого звена. Всего в рамках этого проекта предполагается поставить в лечебную сеть более 2000 этих аппаратов [Мишкинис А.Б. 2003]. Сегодня накоплен опыт клинического применения цифровых флюорографических систем (ЦФС) [Белова И.Б., Китаев В.М. 2001]. Известно, что качество изображения (аналогового и цифрового), зависит от таких технических характеристик, как пространственная разрешающая способность и контрастная чувствительность. Эти параметры указываются в технической документации и проверяются путем применения соответствующих методик [Леонов Б.И. и др. 2004]. В настоящее время практически отсутствуют работы, посвященные анализу влияния указанных выше технических характеристик ЦФС на результаты скрининговых и диагностических исследований грудной клетки. Таким образом, важной задачей, имеющей существенное значение для рентгенологии, является анализ влияния на диагностическую ценность получаемого изображения таких технических характеристик, как пространственная разрешающая способность и контрастная чувствительность систем для цифровой флюорографии. Качество изображения, получаемого при съемке на ЦФС, зависит не только от характеристик рентгеновского приемного устройства, но от того, как полученные «сырые» данные будут математически обрабатываться и отображаться на экране монитора или на твердой копии, получаемой из печатающего устройства. Таким образом, является актуальным изучение влияния характеристик монитора как звена аппаратно-программного комплекса (которым является ЦФС) на качество получаемого изображения [Амансахатов Р.Б.и др. 2006]. Требуется также оценить качество отображения на экране монитора, входящего в состав автоматизированного рабочего места (АРМ) скиалогической семиотики (например, мелких мягких очагов и инфильтратов, их контуров, интерстициальных изменений), имеющей наибольшее значение для определения активности, обострения или прогрессирования болезней легких. Актуальной задачей является разработка модулей программного обеспечения, увеличивающих эффективность работы врача-рентгенолога, осуществляющего скрининговые исследования органов грудной клетки методом цифровой флюорографии [Зеликман М.И. 2007]. Цель диссертационной работы: Повысить эффективность применения цифровой флюорографии при диагностике заболеваний легких. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие научные задачи: 1. Оценить характеристику деталь-контраст на ЦФС сканирующего типа, имеющих различную пространственную разрешающую способность. 2. Оценить качество изображения, получаемого на мониторах, имеющих разные технические характеристики с применением метода экспертных оценок. 3. Провести сравнительный анализ отображений туберкулеза легких и некоторых органов грудной клетки на сканирующих ЦФС и на рентгеновской камере на базе ПЗС-матрицы. 4. Провести сравнительный анализ изображений пневмоний и онкологических процессов в легких, полученных на сканирующих системах с разной пространственной разрешающей способностью и близкими значениями контрастной чувствительности. 5. Разработать алгоритм программы блока формализованного протокола для описания результатов исследования. 6. Разработать структуру программы электронного справочника легочных патологических процессов для врачей-рентгенологов. Научная новизна. На большом количестве рентгенограмм (более 10000), полученных на ЦФС в 16 субъектах Российской Федерации, проведен анализ влияния основных технических характеристик цифровых флюорографических систем на диагностическую ценность полученного изображения. Оценено влияние конструктивных особенностей приемника рентгеновского изображения (камера на основе ПЗС-матрицы и сканирующая система) на диагностическую ценность регистрируемых изображений. Также впервые проведен анализ экспертных данных, позволяющий сопоставить характеристики мониторов с качеством визуализации деталей изображения на цифровой рентгенограмме органов грудной клетки. Разработан и апробирован программный блок формализованного протокола, позволяющий делать описания, применяя готовые экранные формы и, таким образом, автоматически формулируя связный текст описания. Впервые создан программный блок электронного справочника на базе ЦФС сканирующего типа, помогающий врачу обнаружить патологические изменения в легочной ткани и тем самым повышающий качество скрининга заболеваний органов грудной клетки и дообследования пациентов пульмонологического профиля. Практическая значимость. Полученные результаты позволили научно обосновать диапазон возможностей цифровой техники с разными техническими характеристиками и способами получения изображения для разных задач в диагностике заболеваний легких. Блок формализованного протокола и электронный справочник, разработанные при непосредственном участии автора, внедрены в штатное программное обеспечение цифровых флюорографических систем семейства «ПроСкан». Их использование повысило эффективность работы врача-рентгенолога при скрининговых исследованиях органов грудной клетки и дообследовании пациентов пульмонологического профиля. Основные положения, выносимые на защиту: 1. Результаты сравнительной оценки влияния технических характеристик ЦФС (семейства «ПроСкан» и «ОКО ФЦ») на качество визуализации патологических изменений и анатомических образований грудной клетки. 2. Алгоритмы, на основании которых была разработаны программный блок формализованного протокола и программа электронного справочника. Личное участие автора в получении научных результатов Лично автором проанализировано более 10000 цифровых рентгенограмм, полученных на ЦФС в 16 субъектах Российской Федерации, проведен анализ влияния основных технических характеристик цифровых флюорографических систем на диагностическую ценность полученного изображения. Автором совместно с коллективом Научно-практического центра медицинской радиологии разработан алгоритм программного блока формализованного протокола, позволяющего делать описания, применяя готовые экранные формы и, таким образом, автоматически формулируя связный текст описания. Блок формализованного протокола впервые апробирован лично автором при работе на цифровом флюорографе «КАРС-СКАН» в городской поликлинике №59 ЮАО г. Москвы. Лично автором разработан алгоритм программного блока электронного справочника на базе ЦФС сканирующего типа, позволяющего обнаружить патологические изменения в легочной ткани и тем самым повышающего качество скрининга заболеваний органов грудной клетки и дообследования пациентов пульмонологического профиля. Апробация диссертации Апробация диссертации состоялась на совместном заседании Ученого совета Научно-практического центра медицинской радиологии Департамента здравоохранения г.Москвы, кафедры лучевой диагностики ГОУ ДПО «Российская медицинская академия последипломного образования Росздрава» и кафедры лучевой диагностики ГОУ ПО РФ Московского государственного медико-стоматологического университета 5 февраля 2008г. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на VI Съезде фтизиатров России, Москва, 2004 г., на Научных конференциях «Медицина Башкортостана», Уфа, 2005, 2006 гг. и на Научно-практической конференции «Особенности эксплуатации новой рентгенодиагностической аппаратуры производства ЗАО Амико» в Голицыно (Московская область), 2005г. Публикации Основные результаты исследования отражены в 8 публикациях в отечественных журналах (4 из них – статьи, опубликованные в журналах, включенных в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации). Внедрение результатов исследования Электронный справочник и блок формализованного протокола включены в штатное программное обеспечение систем «ПроСкан 2000» и ПроСкан-7000», работающих по всей России, что подтверждается соответствующими актами внедрения. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 153 источника (120 - отечественных, и 33- иностранных), приложения, в котором представлены акты внедрения результатов работы. Работа содержит 161 страницу, в том числе 69 рисунков и 11 таблиц. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. Развитие диагностики заболеваний легких при массовых рентгеновских исследованиях (обзор литературы). В работе предложен анализ литературных источников, в которых отражается опыт клинического применения цифровых рентгенографических систем для диагностики заболеваний легких. Проведенный анализ литературных источников показывает, что, несмотря на достаточно большую библиографию, посвященную вопросам цифровой рентгенографии органов грудной клетки, в публикациях практически отсутствуют данные: - о влиянии технических характеристик рентгенографических систем (таких как пространственная разрешающая способность, контрастная чувствительность и характеристика «деталь-контраст») на качество диагностики заболеваний легких методом цифровой флюорографии; - о повышении качества диагностики при использовании специальных возможностей программного обеспечения, включающих формализованное описание результатов исследований и возможность обращения к электронному справочнику. Эти вопросы и составили основу задач, решаемых в данном диссертационном исследовании. Глава 2. Материалы и методы. Ввиду того, что невозможно получить рентгенограммы одного и того же пациента на разных системах из-за необоснованного облучения, применялись технические средства для оценки качества тракта визуализации цифровых рентгенографических систем и анализировалось большое количество цифровых рентгенограмм. Проанализированы 10450 цифровых рентгенограмм в прямой и боковой проекциях, полученных на ЦФС семейства «ПроСкан» из 16 субъектов Российской Федерации. Из числа этих изображений выделены рентгенограммы 96 пациентов с патологическими процессами, входящими в основные группы легочных заболеваний, подлежащих выявлению при профилактической флюорографии (туберкулез, пневмония, рак). На системе «ПроСкан» было получено 750 рентгенограмм, на «ПроСкан-2000» и «ПроСкан-7000», соответственно 7300 и 2400 цифровых снимков органов грудной клетки. В 80% рентгенограмм производилось в передней прямой проекции, а в 20% - в одной из боковых проекций. Цифровые рентгенограммы 112 больных разными формами туберкулеза легких, получены на системе «ОКО ФЦ», установленной в Центральном НИИ туберкулеза РАМН. Для апробации программного блока формализованного протокола в клинических условиях обследовано 4760 взрослых человек. В этой главе рассмотрены методы измерения основных технических параметров приемников рентгеновского изображения (пространственной разрешающей способности и контрастной чувствительности), влияющих на диагностическую ценность получаемого изображения. Также описано получение кривой деталь-контраст при помощи фантома CDRAD (type-2,0). Глава 3. Результаты экспериментальной оценки качества формирования изображений при использовании цифровых флюорографических систем. В работе приведены исследования при помощи фантома СDRAD с получением характеристики деталь-контраст как обобщенной характеристики качества формирования изображения.  Рис.1. Изображение фантома CDRAD (type 2.0) с отмеченными границами ячеек с корректно распознаваемыми отверстиями при использовании трех поколений систем «ПроСкан». Использован режим съемки для полного пациента (110 кВ). Данная иллюстрация (рис.1) наглядно демонстрирует то, что «ПроСкан-7000» обладает ощутимыми преимуществами по характеристике «деталь-контраст» в сравнении с системами «ПроСкан-2000» и, конечно, еще больший в сравнении с системой «ПроСкан». Важно также проанализировать влияние на характеристику «деталь-контраст» режима съемки (дозы в плоскости детектора) для одной из систем «ПроСкан».  Рис.2. Изображение CDRAD (type 2.0) с отмеченными границами ячеек с корректно распознаваемыми отверстиями на изображении тест-объекта при различных режимах съемки для аппарата «ПроСкан-7000». Режиму съемки худого пациента (85 кВ) соответствовала доза в плоскости приемника около 1,5 мкГр, среднего пациента (95 кВ) – около 3,5 мкГр, а полного (110 кВ) – около 8 мкГр. Полученные результаты свидетельствуют о том, что преимущества в качестве диагностики при использовании цифровой сканирующей системы «ПроСкан-7000» начинают заметно проявляться при дозах в плоскости детектора порядка 8 мкГр, что соответствует режиму съемки полного пациента. Эксперименты подтвердили теоретическое положение о потенциальной разрешающей способности системы. Одна из интерпретаций теоремы Котельникова сводится к тому, что для надежного обнаружения объекта размер приемного элемента детектора должен быть не менее чем в 2 раза меньше размера этого объекта (по каждой из координат). Речь в этом случае идет об объектах с относительным контрастом, близким к 100%. При режиме съемки, соответствующем полному пациенту, система «ПроСкан-7000» обнаруживает объекты, размером 400 мкм (при размере приемного элемента около 160мкм), «ПроСкан-2000» обнаруживает объекты размером 500 мкм (приемный элемент – около 220 мкм), а «ПроСкан» – 600 мкм (приемный элемент – около 400 мкм). Незначительные отклонения от классического соотношения определяются тем, что обнаруживаемые объекты на фантоме CDRAD при заданном качестве излучения имеют контраст близкий к 20%. В этой главе также оценивается влияние на диагностические возможности сканирующих цифровых систем характеристик мониторов, входящих в состав автоматизированных рабочих мест врача-рентгенолога. С этой целью все изображения параллельно анализировались экспертами на входящем в штатную комплектацию комплексов «ПроСкан-2000» и «ПроСкан-7000» мониторе с жидкокристаллическим дисплеем Sony SDM-S204E (20,1”), а также мониторе с электронно-вакуумной трубкой Samsung SyncMaster 783 dF (17”). Эксперты изучали детализацию легочного рисунка, наличие «зернистости» изображения из-за искажений при отображении снимка (особенно заметных на первом поколении семейства «ПроСкан») и четкость отображения костных элементов грудной клетки. Результаты эксперимента изложены в таблице 1. Таблица 1. Результаты эксперимента с мониторами, имеющими разные технические характеристики
|
1 2
Похожие:
 |
Статья представляет обзор литературы по современным аспектам диагностики... Проблемы дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных консолидаций на фоне диффузных инфильтративных заболеваний... |
 |
Бронхиальная астма и заболевания сердечно-сосудистой системы Алексеенко З. К. Особенности клинического течения и диагностики ибс на фоне хронических обструктивных заболеваний легких: автореф... |
|
Приказ от 28 декабря 2000 г. N 457 о совершенствовании пренатальной... В целях совершенствования пренатальной диагностики в профилактике наследственных и врожденных заболеваний у детей, предупреждения... |
|
Приказ от 28 декабря 2000 г. N 457 о совершенствовании пренатальной... В целях совершенствования пренатальной диагностики в профилактике наследственных и врожденных заболеваний у детей, предупреждения... |
|
Ультразвуковые методы диагностики в невропатологии и нейрохирургии... Эксклюзивные случаи диагностики заболеваний и поражений цнс с помощью ультразвукового метода |
|
Методическая разработка практического занятия тема: «Устройство и... Методическая разработка предназначена для преподавателей медицинских училищ и колледжей для проведения практического занятия по теме... |
|
Инструкция о порядке заполнения типовых форм по предоставлению статистических... Целью написания настоящей Инструкции является регламентирование порядка и сроков предоставления данных, необходимых для анализа работы... |
|
Методические разработки по аудиторным занятиям утверждаю Принципы и методы лечения инфекционных больных, диагностики и профилактики инфекционных болезней. Основные этапы познания инфекционных... |
|
Инструкция по обновлению по приёмников моделей gs 8305 и gs 8306 По для приемников моделей gs8305 и gs8306, направленное на усовершенствование и улучшение работы данного приемного оборудования.... |
|
Инструкция по обновлению по приёмников моделей gs 8305 и gs 8306 По для приемников моделей gs8305 и gs8306, направленное на усовершенствование и улучшение работы данного приемного оборудования.... |
|
Лечебный курорт «Струньян» Реабилитация состаяний после операций на легких и реабилитация хронических легочных заболеваний |
|
Влияние лимфотропной коррекции на процесс воспаления при операциях по поводу рака лёгких Функциональные системы детоксикации организма. Роль лимфатической системы в поддержании гомеостаза |
|
Измерители показателей ошибок и параметров дрожания и дрейфа фазы цифровых трактов Разработан государственным предприятием "Центральный научно-исследовательский институт связи" (гп цниис) Минсвязи России |
|
Является достаточно актуальной Общая характеристика и современные методы диагностики онкологических заболеваний |
|
Consilium Medicum том 11 / №11 2009 поражение легких различного генеза Хаммена–Рича и др представляет собой своеобразный патологический процесс в легких неясной природы, характеризующийся нарастающей... |
|
Национальный стандарт российской федерации чистые помещения и связанные... Ассоциация инженеров по контролю микрозагрязнений" (асинком) на основе собственного аутентичного перевода на русский язык стандарта,... |