Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Развитие диагностики заболеванийлегких при массовых рентгеновских исследованиях (обзор литературы) 10 стр.
1.1. Флюорография как основной метод скрининга заболеваний легких 10 стр.
1.2. Метод окраски мазка мокроты по Цилю-Нильсену и метод флюоресценции 16 стр.
1.3. Метод цифровой флюорографии 16 стр.
Глава 2. Материалы и методы 37 стр.
2.1. Оценка характеристик качества формирования изображения при использовании технических средств контроля 38 стр..
2.2. Исследование влияния характеристик монитора на информативность анализируемого врачом-рентгенологом изображения 45 стр.
2.3. Оценка качества визуализации медицинской информации при анализе цифровых изображений органов грудной клетки 46 стр.
Глаза 3. Результаты экспериментальной оценки качества формирования изображений при использовании цифровых флюорографических систем 48 стр
3.1. Экспериментальная оценка характеристики деталь-контраст как обобщенной характеристики качества формирования изображения 48 стр.
3.2. Результаты оценки влияния характеристик монитора на информативность анализируемого врачом-рентгенологом изображения 51 стр.
3.3. Сравнение изображений деталей легочного рисунка, теней передних отделов ребер и объектов высокой плотности, полученных на сканирующих и проекционных на основе ПЗС-матрицы системах 55 стр.
3.4. Артефакты, наблюдаемые на сканирующих и проекционных на основе ПЗС-матрицы системах 58 стр.
Глава 4 Анализвозможностей диагностики туберкулеза, рака легкого и пневмонии при различных технических характеристиках цифровых флюорографических систем 62 стр.
4.1. Анализ скиалогических признаков туберкулеза легких, полученных на сканирующих ситемах, имеющих сходную контрастную чувствительность, но разную пространственную разрешающую!
способность^ 63 стр.
4.2. Анализ скиалогических признаков ту берку леза легких, полученных на сканирующей ut проекционной системе на основе І73Є-
матрицы, имеющих сходную пространственную разрешающую
способность, но разную контрастную чувствительность 84 стр.
4іЗі Анализ скиалогических признаков» пневмоний; полученных на системах сканирующего типаї 90 стр.
4141 Анализ скиалогических признаков онкологических процессов, полученных на системах сканирующего munai 99 стр.
Глава 5 Специализированное программное обеспечение, позволяющее повысить эффективность диагностики заболеваний легких 108 стр.
5.1 Разработка алгоритмапрограммыблокаформализованного: протокола 108 стр.
5.2. Анализ результатов апробирования блока формализованного протоколачв клинических условиях 123 стр.
5:3. Разработка алгоритма программы электронного справочника 126 стр
Закл ючение 141 стр.
Выводы 144?стр.
Практические рекомендации 146 стр.
Библиография 147 стр.
Приложения^ 161 стр.
- Флюорография как основной метод скрининга заболеваний легких
- Метод окраски мазка мокроты по Цилю-Нильсену и метод флюоресценции
- Экспериментальная оценка характеристики деталь-контраст как обобщенной характеристики качества формирования изображения
- Разработка алгоритмапрограммыблокаформализованного: протокола
Введение к работе
Лучевой метод в нашей стране является основным в массовом выявлении туберкулеза легких у взрослых при отсутствии бактериовыделения. Флюорография органов грудной клетки стала наиболее частым исследованием, применяющимся для диагностики пневмоний, туберкулеза и онкологических процессов легких [100]. Однако пленочная флюорография имеет существенный недостаток — большие дозы облучения, получаемые пациентом при обследовании [19].
В настоящее время бурно развивается цифровая флюорография, позволяющая проводить обследования органов грудной клетки с малыми лучевыми нагрузками [118]. Скрининг заболеваний легких при помощи этого метода 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.
Сегодня накоплен опыт клинического применения цифровых флюорографических систем (ЦФС) [9,81].
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 [45]. 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 рентгенодиагностики, 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 твердой копии, получаемой из печатающего устройства [38,47]. Таким образом, является актуальным изучение влияния характеристик различных звеньев аппаратно-программного комплекса (которым является ЦФС) на качество получаемого изображения.
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.
Теоретической и методической базой данной работы послужили труды ведущих ученых и специалистов — Н.Н.Блинова, Ю.В.Варшавского, М.И.Зеликмана, Б.И.Леонова, Л.Д.Линденбратена, Л.А.Низовцовой, Л.М.Портного, А.И.Струкова, В.П.Харченко, А.Г.Хоменко, Л.И.Юкелиса и других.
Цель диссертационной работы: исследование влияния основных технических характеристик ЦФС на качество диагностики легочных заболеваний и в повышении эффективности работы врача-рентгенолога при
скрининговых исследованиях органов грудной клетки и дообследования пациентов пульмонологического профиля.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие научные задачи:
Оценить характеристику деталь-контраст на ЦФС сканирующего типа, имеющих различную пространственную разрешающую способность.
Оценить качество изображения, получаемого на мониторах, имеющих разные технические характеристики с применением метода экспертных оценок.
Провести сравнительный анализ отображений туберкулеза легких и некоторых других изменений 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.
Разработать алгоритм программы блока формализованного протокола для описания результатов исследования.
Разработать структуру программы электронного справочника легочных патологических процессов для врачей-рентгенологов.
Методы исследования, использованные в работе: цифровая флюорография в прямой и боковой проекции и оценка тракта визуализации ЦФС при применении соответствующих тест-объектов.
Используемые средства и аппаратура. ЦФС с соответствующим аппаратным и программным обеспечением: малодозная цифровая рентгеновская установка КАРС - СКАН, системы «ПроСкан», «ПроСкан-2000», «ПроСкан-7000», «ОКО ФЦ»; фантом CDRAD (type-2,0). В качестве
значений пространственной разрешающей способности и контрастной чувствительности различных цифровых рентгенографических систем взяты данные из протоколов приемочных технических испытаний.
Научная новизна данного исследования заключается в том, что 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 цифровом снимке 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, позволяющий обнаружить патологические изменения в легочной ткани и тем самым повышающий качество скрининга заболеваний органов грудной клетки и дообследования, пациентов пульмонологического профиля.
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:
Результаты сравнительной оценки влияния технических характеристик ЦФС (семейства «ПроСкан» и «ОКО ФЦ») на диагностическую ценность получаемого изображения.
Результаты сравнительной оценки влияния характеристик монитора на диагностическую ценность получаемого изображения.
Результаты сравнительной оценки качества визуализации патологических изменений и анатомических образований грудной клетки на изображениях, полученных на сканирующих ЦФС и на системах с камерой на основе ПЗС-матрицы.
Алгоритм, на основании которого была разработан программный блок формализованного протокола.
5. Алгоритм, на основании которого была реализована программа
электронного справочника.
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).
Список опубликованных работ по теме диссертации:
Зеликман М.И., Садиков П.В. Анализ возможностей применения цифровых систем ПроСкан-2000 и АПЦФ-01 для скрининговых и диагностических исследований органов грудной клетки// Качество жизни. Медицина. - 2004. - 1.4. Выпуск: Болезни органов дыхания. С. 58-60.
Блинов Н.Н., Юкелис Л.И., Садиков П.В. Проблемы модернизации отечественной флюорографической службы // Проблемы туберкулеза — 2000. - №6.-С. 20-23.
Юкелис Л.И., Садиков П.В., Евфимьевский Л.В. Цифровые
флюорографы для раннего выявления и диагностики туберкулеза легких // Проблемы туберкулеза - 2002. - № 6. - С. 5-8.
Амансахедов Р.Б., Зеликман М.И., Родина В.Г., Садиков П.В. Влияние медико-технических характеристик цифровых рентгеновских установок на качество изображений // Радиология-практика - 2006. - №1- 24-27.
Евфимьевский Л.В., Зеликман М.И., Садиков П.В. Опыт клинического использования малодозных цифровых флюорографов // Радиология-практика -2003.- .
Евфимьевский Л.В., Зеликман М.И., Садиков П.В. Опыт использования формализованного протокола для описания цифровых флюорограмм // Медицинская техника - 2003. - № 5. - С.42-45.
Садиков П.В. Взаимосвязь технических характеристик и информативности цифровой рентгенографии при туберкулезе легких // Вестник рентгенологии и радиологии — 2007. — №2. - С.4-9.
Садиков П.В. Современные системы для профилактической флюорографии (обзор литературы) // Радиология-практика - 2008. — № 1. — С.31-38.
Доклады по теме диссертации:
VI Съезд фтизиатров России, Москва, 2004 г.
Научная конференция «Медицина Башкортостана», Уфа, 2005, 2006 гг.
Научно-практическая конференция «Особенности эксплуатации новой рентгенодиагностической аппаратуры производства ЗАО Амико» в Голицыно (Московская область), 2005г.
Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 153 источника, и приложения, в котором представлены акты внедрения результатов работы.
Работа содержит 161 страницы, в том числе 69 рисунков и 11 таблиц.
Флюорография как основной метод скрининга заболеваний легких
Флюорография — способ рентгенологического исследования, при котором теневое рентгеновское изображение объекта фотографируется с флюоресцирующего экрана на фотопленку в уменьшенном с помощью оптической системы масштабе. Отсюда название: флюорография — запись (фиксация) флюоресцирующего изображения [107].
В настоящее время термин «Флюорография» потерял свое узкое значение. Современные цифровые флюорографы часто используют совершенно другие принципы получения рентгенологического изображения.
Цифровая рентгенофлюорография — это способ получения рентгеновского изображения в цифровом виде, что позволяет осуществить последующюю обработку, анализ и архивирование данных [120].
Профилактическая флюорография позволила проводить массовое обследование населения с целью раннего выявления многочисленных скрыто протекающих заболеваний, в первую очередь различных форм туберкулеза легких, острых и хронических неспецифических воспалительных заболеваний легких и плевры; опухолевых заболеваний легких (доброкачественные опухоли и кисты, рак, метастазы, прочие заболевания); профессиональных заболеваний; заболеваний сердца и крупных сосудов (ИБС, АГ, пороки сердца, перикардиты и др.); диафрагмы; заболеваний скелета грудной клетки (сколиоз, остеохондроз) и др. [107,13,34,52,69,111,129].
Значительная часть населения страны проходила флюорографическое обследование при регулярных диспансеризациях. В СССР ежегодно выполнялось около 145 млн. флюорографических исследований [84]. В 1982 г. удельный вес флюорографии среди всех рентгенодиагностических исследований составлял 70%, в ряде административных территорий — до 80 — 95% [65].
С помощью флюорографии ежегодно выявляли 20%о больных раком легкого, 30%) — пневмосклерозом, 31% — пневмониями, 19% —-туберкулезом, 19% — с прочими патологиями [3]. По данным специального исследования ЦНИИ туберкулеза Минздрава СССР, проведенного в 1986 г., из 23,2 млн. обследованных флюорографически выявлен туберкулез у 50,1% больных, рак - у 24,3% заболевших, острые пневмонии — у 35%, хронические бронхолегочные заболевания - у 44,2% от числа всех впервые выявленных больных [94]. Выявленные при профилактической флюорографии изменения легочной гемодинамики, размеров и конфигурации сердца и аорты способствовали ранней постановке диагноза ИБС и АГ [70,71,78].
По данным официальной статистики, в 1971-1987 гг. заболеваемость туберкулезом в РСФСР снизилась на 40%, смертность — на 56,5%. В УССР с 1970 по 1980 гг. заболеваемость туберкулезом снизилась на 40%, а с 1980 по 1987 гг. — на 17% [39]. Фтизиатры отмечали, что 37,3% впервые заболевших туберкулезом органов дыхания, в том числе половина больных без бактериовыделения и примерно 16,5% бактериовыделителей, не имеют выраженных клинических симптомов, характерных для болезней легких. Своевременное выявление таких больных возможно только при профилактических обследованиях [32,86].
Дальнейшие события в нашей стране резко изменили ситуацию по туберкулёзу, а также функции органов здравоохранения по организации раннего выявления заболеваний лёгких. Период длительного снижения и стабилизации показателя заболеваемости туберкулезом в экономически развитых странах после окончания 2-ой Мировой войны с середины 80-х годов і сменился повсеместным увеличением заболеваемости [103,104,105,105,145]. Так, в США с 1985 г. наблюдается неуклонное увеличение заболеваемости t туберкулезом. Среди причин такого роста многие авторы [132,124,138] называют иммиграцию из эндемичных районов, ВИЧ-инфекцию как фактор риска развития туберкулеза, а также рост лекарственной резистентности микобактерий к химиопрепаратам. От 20% до 30% заболевших пациентов выделяют возбудитель, устойчивый к действию обычных противотуберкулезных препаратов [123].
Увеличение заболеваемости и смертности от туберкулеза в странах Восточной Европы, в том числе и в России, отмечающееся с начала 90-х годов, сохраняется до настоящего времени, что свидетельствует о недостаточной эффективности проводящихся в стране противотуберкулезных мероприятий [145]. Причина роста заболеваемости туберкулезом уже описана достаточно подробно: наличие большого резервуара инфекции среди населения; социальные факторы - снижение жизненного уровня больших групп населения, бедность, плохое питание, алкоголизм и т.д.; демографические изменения: увеличение численности отдельных групп населения, миграция; плохо выполняющаяся программа борьбы с туберкулезом; распространение ВИЧ-инфекции в отдельных регионах и ряде групп населения [58,61,106].
Повышается процент первичного заражения лекарственно-устойчивыми штаммами микобактерий [31,129]. Последнее приводит к повышению процента тяжелых хронических и летальных случаев. Известно, что основным резервуаром микобактерий являются больные фиброзно-кавернозным туберкулезом. В свете патоморфоза туберкулеза возрастает роль профилактической массовой флюорографии для раннего выявления туберкулеза не только в развивающихся и неблагоприятных по туберкулезу странах, но и в развитых странах Запада. Уровень выявления туберкулеза в экономически развитых странах в последние годы повысился, несмотря на жесткий контроль состояния здоровья мигрантов, в том числе и из Восточной
Европы, при въезде в страну [143,145,151,130,131,139,]. Поэтому скрининговые рентгеновские исследования органов грудной клетки среди групп риска проводятся постоянно в экономически развитых странах.
В последние годы в России отмечается рост заболеваемости туберкулезом [24]. В структуре клинических форм туберкулеза стало больше пациентов, страдающих распространенными, запущенными и осложненными формами [94], а также больных, выделяющих лекарственно устойчивые микобактерии туберкулеза. Снизилась и эффективность лечения больных туберкулезом [82].
Важным фактором, способствующим бурному развитию туберкулеза, также стало значительное сокращение в середине 1980-х гг. массовой флюорографии — практически единственного способа своевременной массовой диагностики туберкулеза.
Необходимо отметить, что массовые флюорографические исследования с использованием пленочной технологии сопровождаются отрицательным радиационным воздействием на большие контингенты населения. За счет рентгенодиагностических исследований человечество получало дозу ионизирующей радиации, намного превышающую естественный радиационный фон. Проведенные исследования показали, что население СССР в 1988 г. за счет рентгенологических исследований получило сверх естественного радиационного фона индивидуальную дозу около 1,4 мЗв. Вероятность появления отдаленных последствий (генетических и соматических) при этом составляла 20 случаев на 1 млн. в год [100]. Однако все стахостические и нестахостические эффекты от рентгеновского облучения невозможно точно измерить, помня радиационную загрязненность окружающей среды.
Метод окраски мазка мокроты по Цилю-Нильсену и метод флюоресценции
Данные отечественных и зарубежных исследователей, опубликованные в 1990-1999 гг., говорят о появлении метода, альтернативного классической пленочной флюорографии [1,6,8,13,15,18 19:,127]. Таким методом является цифровая флюорография, основанная на принципах современной рентгенотехники — цифровой рентгенографии [53], развитию которой способствовали значительные достижения в области математических методов обработки изображений и успехи появившейся в середине 70-х компьютерной томографии [6,7,80].
При появлении цифровой флюорографической техники продолжился процесс удешевления и повышения качества с диагностической; точки зрениям скрининговых методов обследования органов грудной-клетки [28].
Современная цифровая; технология снизила риск возникновения осложнений, связанных с рентгеновским излучением, и помогла преодолеть радиофобию- и предотвратить переоблучение населения стран бывшего Советского Союза после аварии на Чернобыльской АЭС [66];
В нашей стране метод цифровой флюорографии впервые разрабатывался в начале 80-х годов; Институтом ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН; группойученыхпод руководством профессора А.Г.Хабахпашева;
Основной принцип этого метода заключается в трансформации слабого рентгеновского излучения в цифровой сигнал, передающийся на компьютер и далее отображающийся на различного вида дисплеях.
Уже в 1980-х годах подобная установка была апробирована в Российском центре охраны здоровья матери и ребёнка и успешно использовалась при; предродовой диагностике (пельвиометрия). В конце 80-х; годов две такие установки появились, в клиниках Москвы, в 1994 — ещё четыре (в Москве,. Новосибирске и Париже). На; одной, из них, установленной в клинике института сердечно-сосудистой хирургии им.,А.Н. Бакулева, были проведены первые исследования больных с лёгочной патологией сотрудниками ЦНИИТ РАМН Л.И. Юкелисом и Л.В. Евфимьевским.
Рядом отечественных компаний («Ренси» г. Новосибирск, «Научприбор» г. Орел, г. Москва — СП «Спектр АЛ», ТОО «Тана», СП «Гелпик», «Медрентех», ЗАО «Амико», НПЦ MP и др.), разработаны современные цифровые рентгеновские установки, а также специализированные цифровые аппараты для исследования легких, условно названные «цифровыми флюорографами» [6,7,8,9,16,19,21,36,37,38,110]. После успешных испытаний они были рекомендованы к клиническому применению Комитетом по новой технике Минздрава России [10].
Цифровая флюорограмма обладает постоянным высоким качеством. Все различия между двумя последовательными рентгенграммами одного больного обусловлены только динамикой процесса, в то время как классические пленочные флюорограммы зависят от качества рентгеновской пленки, условий ее обработки и могут сильно различаться по яркости и контрастности, что затрудняет их сравнение [33,50].
В литературе отмечена обоснованность стремления к внедрению цифровых флюорографических установок в практическое здравоохранение нашей страны [81,100, 39].
Цифровую флюорографию, по мнению рядя авторов, следует считать эффективным методом диагностики различных заболеваний легких и средостения, среди которых туберкулез и рак легкого занимают ведущее место [32,97].
К настоящему времени накоплен достаточный опыт эксплуатации цифровых рентгеновских установок и флюорографов в лечебно-профилактических учреждениях различного профиля. Обобщая опыт их эксплуатации, необходимо отметить следующие преимущества цифровой флюорографии: 1) снижение суммарной лучевой нагрузки на исследуемого (в 10-30 раз), в том числе в связи с уменьшением общего числа лучевых диагностических процедур [113,18]; 2) высокая информативность флюорограммы из-за улучшения дифференциации образований по плотности, размеру и структуре [113,127,4]; 3) уменьшение стоимости исследования [113,1,6,8,50]; 4) возможность хранения данных практически на всех современных видах носителей информации и передачи изображения по компьютерным и телефонным сетям [113,6,50]; 5) простота и высокая скорость получения изображения [24,1,4,18,10]; 6) постоянное высокое качество изображения [114,113, ,6,7,50,146]. 7) пленка уступает цифровому изображению по техническим характеристикам. У современных цифровых приемников квантовая эффективность в несколько раз больше, чем у пленки (0,5-0,8 против 0,2).
Поскольку динамический диапазон в цифровых системах в несколько раз выше пленочного, в цифровых изображениях почти все промахи неправильного экспонирования могут быть компенсированы обработкой изображения [14,151,150].
Отмеченные выше особенности позволяют проводить флюорографию среди декретированных категорий населения, подлежащих обязательным профилактическим обследованиям, снимая вопрос о радиационной нагрузке при выполнении снимков. Это дает возможность обсуждать вопрос о снижении возрастного порога и возродить проверочные флюорографические исследования подростков [18]. Высокая информативность цифровой флюорографии позволяет исключить стандартную рентгенографию, обязательную для дообследования при выявлении патологии [6,7]. Необходимо отметить, что отечественные цифровые флюорографы в 2,5 раза дешевле зарубежных аналогов [18]. Это очень важно, поскольку здесь пересекаются сразу несколько важных вопросов, постоянно волнующих организаторов здравоохранения: снижение лучевых нагрузок, это и вопросы экономики и диагностической эффективности исследований [94].
Экспериментальная оценка характеристики деталь-контраст как обобщенной характеристики качества формирования изображения
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, как уже было отмечено, 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 ІбОмкм), «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 таблице, в столбце «Комбинация для принятия решения» представлены данные, отражающие два варианта неправильного распознавания типа аппарата, на котором делались снимки: - вариант, при котором каждая модификация «ПроСканов» рассматривалась отдельно (нужно было правильно распознать один, из трех видов флюорографов); - вариант, при котором «ПроСкан-2000» и «ПроЄкан-7000» были объединены (нужно было отличить «ПроСкан» от объединенных вместе «ИроСкан-2000» и «ИроСкан-7000»).
Как видно из таблицы, общее число ошибок было больше при работе на мониторе с электронно-вакуумной трубкой в сравнении с работой на жидкокристаллическом мониторе, хотя для эксперта №1 разница оказалась несущественной. Можно предположить, что причины увеличения числа ошибок при работе на мониторе с электронно-вакуумной трубкой сводились как к менее четкому изображению, так и к более быстрой утомляемости оператора, характерной для данного типа видеоконтрольных устройств. Дополнительно отмечено, что число ошибок при работе с монитором с электронно-вакуумной трубкой у обоих экспертов отличался незначительно. Существенное (около двух раз для обоих типов мониторов) уменьшение числа ошибок при объединении в одну группу флюорографов «ПроСкан-2000» и «ПроСкан-7000» свидетельствует о том, что качество формируемых изображений системы «ПроСкан» и этих флюорографов отличается заметно, а внутри объединенной группы различия менее существенны.
Существенного различия в качестве отображения зарегистрированных на различных флюорографах (все три режима съемки) изображений тест-объекта CDRAD при использовании мониторов Sony SDM-S204E (режим отображения 1600 х 1200 пикселов) и Samsung SyncMaster 783 dF (режим отображения 1280 х 1024 пикселов) в процессе описанных экспериментов не наблюдалось. Здесь следует заметить, что данный вывод корректен лишь для случая, когда эксперт одновременно обозревает весь снимок (типичная ситуация при профилактических исследованиях органов грудной клетки). В случае же более детального анализа снимка, когда врач увеличивает в масштабе заинтересовавшие его участки изображения, преимущества мониторов, реализующих режим большего разрешения, не вызывает сомнения.
Рентгенологические признаки оценивались с учетом того, что. при суммационных технологиях получения изображения органов грудной клетки идеального отражения патологических и анатомических образований не бывает. При анализе использовалось увеличение фрагмента изображения. «+» - патологические изменения или анатомические образования видны хорошо; «+-» - видны недостаточно достоверно; «-» - почти не видны.
Как видно из таблицы 4, при использовании систем на основе ПЗС-матрицы, получаемые изображения патологических процессов и анатомических образований видны хуже, чем на системе «ПроСкан-2000». Пространственное разрешение у этих двух систем приблизительно одинаковое (порядка 2,5 пары линий/мм), но наличие в первом случае рассеянного излучения обуславливает нечеткость изображения (резко ухудшается соотношение сигнал/шум). Кроме того, этот показатель в системе на основе ПЗС-матрицы еще хуже из-за более высокого фона внутренних шумов приемника. При этом доза в плоскости детектора в 1,5 раза выше, чем на «ПроСкане-2000». Это связано с тем, что в системах сканирующего типа реализуется большее соотношение сигнал/шум при меньшей дозе на входе.
Таким образом, сканирующие системы более чувствительны, чем системы с ПЗС-матрицей. Дополнительное ухудшение соотношения сигнал/шум в условиях клинического использования аппарата с приемником на базе ПЗС-матрицы сопряжено с влиянием на изображение рассеянного в теле пациента излучения. Следствием этого является плохое распознавание малоконтрастных объектов. В итоге для улучшения контрастной чувствительности требуется увеличить уровень излучения.
Разработка алгоритмапрограммыблокаформализованного: протокола
Для практической рентгенологии, как и для» других специальностей, важно, чтобы все специалисты говорили на одном научно обоснованном профессиональном языке. Известно, чтоюдну и ту же скиалогическую картину разные врачи-рентгенологи описывают несколько по-разному. Ликвидировать эти разночтения - значит повысить качество диагностики за счет того, что врачу не нужно будет тратить время на дешифровку описания, сделанного другим специалистом. При любой дешифровке возможны ошибки, что может привести к неправильно выбранной тактике лечения и другим негативным последствиям дляї пациента. Формализованный протокол, использующий только общепринятую отечественную медицинскую рентгенологическую1 терминологию, призван ликвидировать "языковой" барьер между разными врачами.
Также для- здравоохранения имеет большое значение сбор и обработка медицинских статистических данных. Качество медицинского обслуживания напрямую зависит от того, как правильно, полноценно и быстро обобщаются и анализируются данные о заболеваемости населения. Модуль, сохраняющий описания снимков в компьютерной базе данных в виде формальных признаков, должен обеспечить не только проведение статистической обработки данных о заболеваемости туберкулезом, пневмониями и онкологическими заболеваниями органов грудной клетки, но и осуществление статистических выборок по формам заболеваний.
Представленные соображения и легли в основу разработки. Блок формализованного протокола был реализован в виде динамической библиотеки (DLL) с использованием языка программирования MS Visual C++. База данных протоколов,создана на основе MS Access, она включает 36 таблиц данных. Структура блока имеет форму дерева синдромов и симптомов, она создавалась на основе общепринятой в России схемы, описания рентгенограммы органов грудной, клетки, при консультативной помощи профессоров Л.Д. Линденбратена и Л:И. Юкелиса:
Структура блока формализованного протокола
Компьютерная программа «Блок формализованного1 протокола» предназначена для описания рентгенограмм легких в прямой и боковой проекциях в стандартизированной" форме: Описание адаптировано, в первую очередь, для нужд профилактической флюорографии.
Блок, формализованного протокола, позволяет описывать, рентгенограммы путем выбора определенных ветвей древовидной структуры. Для этого требуется лишь отметить соответствующие синдромы и, отдельные симптомы в диалоговых окнах.
Группы скиалогических синдромов представлены списком: уплотнение, разрежение, полость, очаг, изменения легочного рисунка, изменения корней легких, изменения органов средостения, изменения в костях грудной клетки.
Ветвление внутри группы основывается- как на распространенности процесса (субтотальное, полисегментарное), так и- на природе возникновения данного синдрома (плеврит, инородное тело).
Каждый элемент списка имеет ветвление; соответствующее основным подгруппам, представляющим собой совокупности патологических образований. 1. Уплотнение бывает субтотальное, полисегментарное и фокусное в легочных полях, из-за плеврита (жидкости в плевральной полости) или утолщения плевры (плевральных наложений), либо имеется инородное тело (отражается локализация и характер инородного тела).
2. Разрежение (повышение прозрачности легочных полей) бывает субтотальное, ограниченное и за счет пневматоракса. 3. Полости классифицируются по локализации, размерам, характерам стенок, наличию патологического содержимого. 4. Очаги описываются путем указания локализации, числа, плотности, характера контуров. 5. Рисунок (легочный) может быть ослабленным либо усиленным. 6. Корень - расширенным, суженым, содержать кальцинаты. 7. Средостение может быть расширенным, смещенным и содержать кальцинаты. 8. Кости - ребра, искривление позвоночника и другие патологические процессы в позвоночнике.
