Geum.ru

Тезисы докладов

Вид материалаТезисы

Содержание


Разработка новых методов прецизионного малотравматичного удаления новообразований различных видов на основе интеллектуальной со
Лазерной хирургической установки
Цифровой аппаратно-программный комплекс для массовой диагностики остеопороза
Подобный материал:
1   ...   88   89   90   91   92   93   94   95   96

РАЗРАБОТКА НОВЫХ МЕТОДОВ ПРЕЦИЗИОННОГО МАЛОТРАВМАТИЧНОГО УДАЛЕНИЯ НОВООБРАЗОВАНИЙ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ НА ОСНОВЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СО2 ЛАЗЕРНОЙ ХИРУРГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

В.А.Ульянов1), А.К.Дмитриев1), А.Н.Коновалов1), В.Н.Кортунов1),О.В.Маторин2), И.В.Решетов2)



1) Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН, г. Троицк

2) Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А.Герцена


Представлены результаты работ по созданию и применению хирургической установки на основе волноводного СО2 лазера мощностью 25 Вт с ВЧ накачкой активной среды с системой оперативной диагностики процесса лазерного испарения биотканей по автодинному сигналу (приему обратно рассеянного излучения на резонатор лазера).

Исследована эффективность диагностики лазерного испарения опухолевых тканей по автодинному сигналу с использованием различных средств доставки излучения к операционному полю в целях расширения возможностей эндоскопических применений интеллектуальной СО2 лазерной хирургической установки. Для транспортировки излучения к операционному полю использовались гибкие волоконные кристаллические световоды типа PIR на основе галогенидов серебра и полые волноводы типа HG на основе капиллярной кварцевой трубки. В качестве объектов воздействия излучения использовались желатиновые биомодели и биоткани in vitro. Установлено, что отношение «сигнал/шум» при использовании кристаллических гибких волокон составляет 10-12, а величина пропускания излучения соответствует уровню для зеркально-линзового манипулятора. Такой уровень полезного сигнала позволяет достаточно контрастно диагностировать различие между здоровой и опухолевой тканями с близким водосодержанием. При использовании полого световода отношение «сигнал/шум» не превышает 3, что ограничивает возможности эндоскопических применений при таком способе подвода излучения к операционному полю. Проведен анализ принципиальных различий между опухолевыми и здоровыми тканями с точки зрения диагностики по обратно рассеянному излучению. В основе анализа – структурно-тканевый и биохимический атипизм, различие оптических свойств опухолей. Эти особенности опухолевых тканей определяют возможности использования такого структурно-чувствительного метода, как автодинное детектирование обратно рассеянного излучения для контроля прецизионного выпаривания «больной» ткани в реальном масштабе времени.

ЦИФРОВОЙ АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС

ДЛЯ МАССОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ОСТЕОПОРОЗА

М.Н.Устинин1), А.И.Бойко1), Н.А.Арапов2), Б.Ф.Санталов3), М.М.Ольшевец1), В.А.Яшин3)



1) Институт математических проблем биологии РАН, Пущино

2) Отрадинская больница, Ступинский район Московской области

3) Институт биофизики клетки РАН, Пущино


Целью выполняемого проекта является решение актуальной задачи практической медицины – создание аппаратно-программного комплекса и разработка методики для оценки минеральной плотности костной ткани по цифровым рентгеновским снимкам. Широкое внедрение таких комплексов позволит проводить массовую диагностику остеопороза. Развиваемый в проекте подход опирается на растущее использование компьютерных рентгеновских аппаратов. В ходе выполнения проекта создаются методики и приспособления для получения стандартизованных цифровых рентгеновских снимков, а также разрабатывается программное обеспечение для их автоматизированной обработки и анализа [1].

В отчетном году продолжались фундаментальные исследования как в экспериментальном, так и в теоретическом направлении. На базе кабинета цифровой ренгенодиагностики в Больнице Пущинского научного центра РАН разрабатывается измерительный стенд для получения рентгеновского снимка, на котором одновременно экспонируются предплечье пациента и набор эталонных объектов. Проводится модификация измерительного комплекса – в состав компьютерной приставки [2] вводится цифровая камера с охлаждаемой матрицей. Это позволит существенно понизить уровень электронных шумов, улучшив тем самым статистические свойства измеряемой оптической плотности рентгеновского снимка.

Продолжалась работа по компьютерному моделированию изучаемых объектов и имитационному моделированию процесса формирования рентгеновского снимка [3]. На основе результатов моделирования строятся методы автоматического сегментирования и анализа изображений применительно к поставленной задаче.

Велись работы по развитию иерархической модели анализа изображений, содержащих эталонные и диагностические объекты. Сначала рассматривается двумерная модель для автоматической сегментации и локализации объектов на снимке. Затем для небольшой части снимка, подлежащей денситометрии, строится трехмерная модель и проводится идентификация параметров для оценки минеральной плотности. В отчетном году разработаны базовые алгоритмы и отдельные блоки программного обеспечения.

В результате выполнения проекта планируется создать массовый и относительно недорогой инновационный продукт – программный комплекс в сочетании с простыми приспособлениями и методиками диагностики остеопороза.


Литература


1. M.M.Olshevetz, M.N.Ustinin, and I.A.Nikonov. Software for Digital Filmless Roentgenography. In Pattern Recognition and Image Analysis. Vol. 16, 2006, pp. 23–25.

2. А.И.Алехин, Н.Г.Гончаров, В.Д.Лахно, М.Н.Устинин, Е.В.Соболев, Н.А.Арапов, Б.Ф.Санталов, М.М.Ольшевец, В.К.Салахутдинов. Создание телемедицинской диагностической сети на базе ЦКБ и медицинских учреждений РАН. Фундаментальные науки – медицине. Материалы конференции. Москва, 3-4 декабря 2007 г., М., Фирма «Слово», c.109-110.

3. М.Н.Устинин, А.И.Бойко. Оценка минеральной плотности костной ткани по цифровому рентгеновскому снимку с эталоном. Сборник материалов III Евразийского конгресса по медицинской физике и инженерии "МЕДИЦИНСКАЯ ФИЗИКА–2010". Москва, 21-25 июня 2010 г. сс. 98–100.