ОБЗОР МЕТОДОВ КЛИНИЧЕСКОМ ВИЗУАЛИЗАЦИИ
В настоящее время для визуализации внутренних органов при неинвазивных медицинских обследованиях широко используют томографические методы, основанные на применении проникающих излучений (например, рентгеновских лучей, ультразвуковых сигналов, сигналов ядерного резонанса), которые способны генерировать дискретные изображения внутреннего органа, отображающие его в плоскости направления проникающего излучения за счет явления отражения, рассеяния и/или дифракции.
Последовательность плоских дискретных изображений представляет собой реконструированное трехмерное изображение внутренней структуры органа. В [25] описан способ создания объемного изображения внутреннего органа живого организма: с помощью спиральной компьютерной томографии путем послойного сканирования исследуемого органа проникающим излучением получают серию изображений этого органа, которые комплектуют в виде объемного файла. Для обеспечения формирования согласованного трехмерного изображения, набор данных, содержащихся в упомянутом файле, подвергают обработке, для уменьшения разрешающей способности в определенных зонах изображения и/или для разделения объемного файла на определенные объемные зоны. Затем в указанных зонах выделяют и сегментируют изображение исследуемого органа. По полученным данным строят модель изображения сегментированного органа, используемую для формирования согласованного трехмерного изображения исследуемого органа. В качестве прототипа может быть выбрана задача использования всех информационно-характеристических данных биообъекта для разработки способа создания виртуальной модели биологического объекта, имеющей строение и структуру, идентичную строению и структуре тканей и клеток исходного биологического объекта [24]. Эта задача решается при использовании способа создания виртуальной модели биологического объекта, включающего разделение объекта на слои, получение изображения каждого слоя в цифровых выражениях, введение цифровых выражений в компьютер с получением виртуальных отображений соответствующих слоев, реконструкцию объекта в виде его виртуальной модели путем совмещения виртуальных отображений слоев с получением трехмерного изображения объекта. При этом в качестве биологического объекта берется патолого-биологический препарат и перед разделением препарата его размещают и фиксируют с помощью заливочного материала в пространстве, ограниченном объемной фигурой, с выделением образца, а разделение препарата осуществляют путем разрезания полученного образца на слои в виде пригодных для морфологических исследований срезов, которые выполняют параллельными плоскостями по заданному алгоритму (по [24]). Изображение каждого морфологического среза получают с использованием технологии морфологических исследований и поменьшей мере одного ракурса, обеспечивающего отображение всех плоскостей этого среза, а совмещение виртуальных отображений срезов осуществляют по алгоритму, аналогичному применяемому при образовании срезов, до получения виртуальной модели названного препарата. В [14] в качестве аналога выбран способ образования на дисплее трехмерного изображения внутреннего органа живого организма, исследуемого с помощью ультразвукового сигнала. В соответствии с этим способом осуществляют послойное сканирование исследуемого органа - сканирующий ультразвуковой сигнал после отражения усиливают и преобразуют в цифровой сигнал, который после соответствующей обработки поступает на экран дисплея в виде двухмерного изображения поверхности сечения органа, которое соответствует плоскости направления сканирующего сигнала. Последовательное смещение плоскости направления сканирующего сигнала по исследуемому органу позволяет зарегистрировать серию двухмерных изображений поверхности последовательных сечений органа. Синтез трехмерного изображения органа осуществляют путем межслойной интерполяции с использованием вексельной модели представления цифровых сигналов, которая позволяет перейти от изображений в плоскостях к тонким, толщиной в один воксель, слоям и, рассматривая трехмерный орган как совокупность одновоксельных слоев, их просуммировать.
Рассмотренные выше способы, как и все известные в настоящее время способы визуализации внутренних органов, основаны на получении отраженных н, значит, только предполагаемо достоверных изображениях, несущих в себе погрешности и искажения, обусловленные многоэтапностью поступления данных.
Далее получаемые трехмерные модели, помимо того, являются продуктом компьютерной графики, построение которых осуществляется на основании информации только о поверхностях сечений органа, так как информация о торцевых поверхностях каждого слоя, структуре его тканей отсутствует. Получаемая модель исследуемых органов не позволяет достаточно уверенно различать ткани, находящиеся в норме и в патологии, ибо патологические изменения тканей (особенно на начальной стадии), как правило, проходят на химическом уровне без изменения протонной плотности и времени релаксаций, а используемые инструменты исследования не обеспечивают накопления Данных на этом уровне знаний. При изучении органа по модели, полученной известными методами, экспериментатор не получает полных и достоверных сведений о строении и структуре исследуемого органа. Более того, все известные способы сопровождаются воздействием на организм пациента излучениями, не являющимися для организма привычными и безопасными. Целесообразно при получении изображения каждого морфологического среза использовать два ракурса и перед получением виртуальных отображений соответствующих слоев введенные в компьютер цифровые выражения изображений каждого среза, полученные с двух разных ракурсов, подвергать суммированию с появлением трехмерного изображения соответствующего среза и перед реконструкцией объекта виртуальное отображение каждого среза сравнивать с соответствующим срезом, образованным при разрезании образца, и осуществлять корректировку достоверности полученного виртуального отображения среза, что позволяет повысить точность соответствия виртуальной модели исходному патолого-биологическому препарату. Эта задача решается при использовании способа создания виртуальной модели биологического объекта, включающего разделение объекта на слои и получение изображения каждого слоя в цифровых выражениях, введение цифровых выражений в компьютер с получением виртуальных отображений соответствующих слоев, реконструкцию объекта в виде его виртуальной модели путем совмещения виртуальных отображений слоев с получением трехмерного изображения объекта.1.
Еще по теме ОБЗОР МЕТОДОВ КЛИНИЧЕСКОМ ВИЗУАЛИЗАЦИИ:
- Другие методы визуализации опухоли.
- Роль методов визуализации в диагностике злокачественной глаукомы
- Применение метода визуализации при других заболеваниях
- Обзор методов инструментальной диагностики микроциркуляторных нарушений
- Глава 1 Клинические и функциональные особенности муковисцидоза у детей на современном этапе (обзор литературы)
- 1.9.2. Краткий обзор непараметрических методов
- Обзор математических методов принятия врачебных решений с учетом специфики легочных заболеваний
- Глава 1. Эхографические методы обследования головного мозга (обзор литературы).
- Современные предствления о хирургических методах лечения пациентов с опухолями почек (обзор литературы)
- Обзор математических методов прогнозирования, особенности использования нечеткой логики принятия решений при мочекаменной болезни
- 2.2.2. Клинические методы
- Глава 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. Современные предствления о хирургических методах лечения пациентов с опухолями почек
- История развития графических способов визуализации
- Ультразвуковая визуализация сонных артерий
- Клинические методы исследования пациенток
- Визуализация in vivo симпатической иннервации сердца
- Значение релаксации и визуализации