Программа фундаментальных исследований Президиума ран
| Вид материала | Программа |
- Программа фундаментальных исследований президиума ран «Биоразнообразие» 2005-2008,, 173.94kb.
- Распоряжение Президиума ран от 23 сентября 2008 г. №10104-653 "Об утверждении Порядка, 422.29kb.
- Программа отчетной конференции по программе фундаментальных исследований Президиума, 123.52kb.
- Программа Ассоциация этнографов и антропологов России Институт этнологии и антропологии, 1172.05kb.
- Программа ростов-на-Дону 2007 Конференция осуществляется при финансовой поддержке Российского, 406.02kb.
- Российская академия наук Программа фундаментальных исследований Президиума ран фундаментальные, 9808.28kb.
- Российская академия наук Программа фундаментальных исследований Президиума ран фундаментальные, 3754.56kb.
- П. П. Ширшова ран мгту им. Н. Э. Баумана XII международная научно-техническая конференция, 200.72kb.
- Проекты программы межрегиональных и межведомственных фундаментальных исследований (совместные, 423.42kb.
- Тезисы докладов, 3726.96kb.
СИСТЕМА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УДАЛЕННОГО ДОСТУПА К ДАННЫМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ ПО МЕДЛЕННОМУ КАНАЛУ СВЯЗИ
Н. А. Кузнецов1), Д. В. Сушко1), Ю. М. Штарьков1)
^1)Институт проблем передачи информации РАН, Москва
В настоящее время созданы и очень быстро пополняются многочисленные банки данных томографических исследований, широко используемые в медицине для диагностики, планирования лечения и т.д. Помимо долгосрочного хранения томографических данных (ТД), важно обеспечить возможность эффективного обмена ТД между различными банками данных и удаленного доступа к ТД. Последнее позволит пользователям (врачам, исследователям и др.) работать с удаленными ТД, проводить «на расстоянии» медицинские консультации, видеоконференции, семинары повышения квалификации медицинского персонала и т.д. Решение перечисленных задач затрудняется большим объемом ТД и выдвигает на первый план задачу их сжатия.
Основной рассматриваемой задачей является задача создания системы, которая позволит обеспечить удаленный доступ к ТД по медленному каналу связи (данные должны передаваться без искажений). ТД представляют собой набор (от нескольких до нескольких сотен) полутоновых изображений (томограмм), каждое из которых описывает плотность тканей пациента в плоскости одного среза. Томограмма содержит
элементов, целочисленные яркости которых соответствуют относительным плотностям тканей в единицах Хаунсфилда и описываются 12 битами. Поэтому на передачу одной томограммы по сравнительно медленному каналу (со скоростью передачи около 1 МБт/с) затрачивается около 3.2 с, а на весь набор ТД — в десятки раз больше. Такие задержки обмена данными неудобны для пользователя: известно, что работа в интерактивном режиме перестает быть комфортной, если время отклика на простые действия типа Open превышает 0.5 с. Один из основных способов уменьшения задержек — сжатие данных. Однако на практике, оставаясь в рамках требования сжатия данных без искажений, редко удается обеспечить степень сжатия изображений, большую 3. Тем самым время доступа не может быть сделано меньше 1 с. Это означает, что для решения поставленной задачи необходимо, помимо сжатия, использовать разумную стратегию доступа, которая позволила бы сократить субъективное время отклика (время доступа к неискаженным данным, разумеется, не может быть сокращено).В основу разработанной системы положена основанная на принципе порционной передачи стратегия доступа, которая учитывает естественные предположения относительно потребностей пользователя при работе с ТД. Разработан и реализован согласованный с этой стратегией метод сжатия томограмм, обеспечивающий сжатия данных не менее чем в два раза. В алгоритме сжатия используется двумерное дискретное обратимое вейвлет-преобразование (по системе вейвлетов Легалла–Табатабаи) и неравномерное кодирование Хаффмана. Алгоритм сжатия реализован в виде динамически присоединяемой библиотеки (DLL) для операционной системы WINDOWS.
Разработанная система обеспечивает субъективное время отклика порядка 0.4 с для доступа к первой томограмме из области интереса и почти мгновенный доступ ко всем последующим томограммам из той же области и, таким образом, обеспечивает пользователю комфортную работу с удаленными ТД.
НОВЫЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ ПОСРЕДСТВОМ ЭФФЕКТИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ДАННЫХ УЛЬТРАЗВУКОВОГО МЕДИЦИНСКОГО СКАНИРОВАНИЯ
^Н. С. Кульберг1), А. Б. Елизаров1), Т. В. Яковлева1), Ю. Р. Камалов2)
1)Вычислительный центр имени А. А. Дородницына РАН
2)ГУ Российский научный центр хирургии имени академика Б. В. Петровского РАМН
Дифференциация тканей представляет собой наиболее насущную задачу, решить которую призвана медицинская ультразвуковая интроскопия. В настоящее время главным отображаемым параметром при ультразвуковом исследовании является интенсивность принимаемых сигналов. Информация о фазе сигналов, как правило, не используется (за исключением доплеровских режимов). Анализ интенсивности сигналов не позволяют эффективно оценивать целый ряд важнейших патологий в мягких тканях. Поиск новых подходов к ультразвуковой дифференциации тканей активно ведется как фирмами-производителями диагностического оборудования, так и научно-исследовательскими коллективами во всем мире.
Известно, что наличие патологии приводит к существенным изменениям в структуре паренхимы пораженного органа. Влияние этих изменений на отражаемые ультразвуковые сигналы проявляется в изменении не только их интенсивности, но также спектральных и статистических характеристик.
Для дифференциации тканей нами были использованы оригинальные методы оценки и отображения локальных спектральных характеристик принимаемых сигналов. Аналогичные подходы для задач медицинской ультразвуковой интроскопии, насколько нам известно, никем не предлагались.
Были разработаны алгоритмы оценки локальных спектральных свойств изображения, основанных на использовании оконного преобразования Фурье. Для повышения точности спектральных оценок использовались методы пространственной фильтрации с последующей некогерентной обработкой сигналов.
Для оценки влияния вида биологической ткани на отдельные спектральные характеристики отраженного сигнала (несущая частота, ширина полосы спектра и др.) были проведены клинические испытания на базе РНЦХ РАМН. В ходе испытаний было установлено, что дополнительные параметры исследования ультразвукового изображения позволяют в определенных пределах судить о степени физической плотности изучаемого объекта, что невозможно при использовании стандартных ультразвуковых методик. Эти новые возможности имеют существенные перспективы при обследовании пациентов с хроническими диффузными поражениями печени, хроническим холангитом, холе- и холангиолитиазом, а также при опухолевых заболеваниях печени.