Главная страница --> 
РадиологияЦифровая рентгенография в диагностике сердечно-сосудистых недугов
| Известно, что болезнисердечно-сосудистой системы являются самыми распространенными срединаселения, часто приводят к инвалидности и лидируют среди причинсмертности [6]. Их раннее выявление имеет большое значение для выборатактики лечения и прогноза жизни больного. В диагностике предпочтениеотдается безопасным для пациента и наиболее диагностически точнымметодам. Так, ультразвуковое исследование сердца и магистральныхсосудов позволяет достаточно верно визуализировать внутрисердечнуюанатомию и определить гемодинамические показатели. Поэтому эти задачипри рентгенологическом исследовании кардиологических больных насовременном этапе не ставятся. Но, несмотря на это, значениерентгеновского метода в диагностике сердечно-сосудистых недуговпо-прежнему актуально, так как с его помощью удается сделать доступнымидля оценки МКК и относительные размеры отделов сердца и крупныхсосудов. Проводимые массовые профилактическиерентгенологические обследования, направленные прежде всего на выявлениепатологии легких, могут быть использованы как скрининг-диагностиканедугов сердечно-сосудистой системы [7]. Учитывая современныетенденции в практическом здравоохранении в направлении развитияцифровой беспленочной рентгенографии [8] и несомненные преимуществатехнологии получения, обработки и хранения цифрового рентгеновскогоизображения [1,11], мы поставили своей целью рассмот-реть некоторыесвойства цифровых методов рентгенологии в диагностике недуговсердца и сосудов: 1. Возможность количественной оценки состояния МКК для разделения его на «норму» и «патологию». 2. Использование этих показателей для разделения состояния МКК при разных формах врожденных и приобретенных пороков сердца. 3.Значение количественных показателей состояния МКК при динамическомнаблюдении пациентов с патологией сердца во время лечения. 4. Роль и место различных кардиометрических показателей при динамическом наблюдении больных. 5. Значение легко доступного электронного архива диагностических изображений. Материал и метод Рентгенологическиеизображения были получены с помощью малодозовых цифровыхрентгенографических аппаратов для исследования органов грудной клетки«Новорент» («Дигирент», Новосибирск), «МЦРУ Сибирь-Н» (ИЯФ СО РАН) сортогональным плоскостным сканированием, «РГЦ-01-Н» (ИПФ, Новосибирск)с вращательным сканированием, цифровой рентгеновской установки«Baccara» фирмы «Apelem» (Франция) с двумерным приемником излучения(УРИ), которые наряду с другими рентгенодиагностическими аппаратамиобъединены локальной компьютерной сетью рентгенодиагностическогоотделения с выходом в госпитальную компьютерную сеть для дальнейшейпередачи данных по отделениям. Обработка получаемого цифровогоизображения осуществляется на компьютере с помощью программногообеспечения «Дигирент» [2]. Применялись методыинтеллектуального анализа данных. При этом использовались следующиеспособы обнаружения эмпирических закономерностей. 1. Таксономия:программа обнаруживает пациентов, имеющих похожие симптомы, и выделяетих в отдельную группу. При анализе снимков программа выделяет участки спохожими характеристиками. 2. Выбор наиболее информативныхсвойств: программа позволяет найти те симптомы, по которым можно снаибольшей достоверностью диагностировать данное заболевание. 3.Распознавание образов: по симптомам данного пациента программапозволяет относить его к одной из предварительно выделенных групппациентов с известным диагнозом, т.е. ставить диагноз заболевания. 4.Обнаружение ошибок и заполнение пробелов: программа обнаруживаетбольшие отклонения некоторых данных от закономерных для таблицы. Если втаблице отсутствует информация о некотором симптоме у данного пациента,то программа может определить наиболее вероятное значение пропущенногосимптома. 5. Прогнозирование: если данные содержат информацию одинамике развития симптомов во времени, то программа может сделатьпрогноз их значений на заданное число шагов вперед. Необходимоотметить, что только при прямоугольном плоскостном сканировании,применяемом нами, можно пренебречь влиянием рассеянного излучения наформирование рентгеновского изображения. Это позволяет получатьстатистически достоверные количественные значения каждого пикселя(наименьшего элемента цифрового изображения) для последующего ихиспользования в построении диагностических алгоритмов и автоматическогодиагностирования (computed aided diagnosis). В плоскостных (двумерных)детекторах рентгеновского излучения и при угловом сканировании добитьсяпостоянных показателей значений в каждом пикселе практическиневозможно. Визуально определяемые изменения в малом кругекровообращения мы подтверждаем численными значениями измеряемых намиобластей легких. Мы определяем среднюю оптическую плотность легочнойткани - отражает количество поглощенных рентгеновских квантов взаданном объеме, среднее квадратичное отклонение - отражает структурулегочного рисунка. Таким образом, цифровой показатель среднейоптической плотности мы используем в качестве оценки количествасосудистых теней (легочного рисунка) на фоне легких, что позволяетсудить о степени кровенаполнения легочной ткани. Значение среднегоквадратичного отклонения - характеристика дискретности структурылегочной ткани. Значения оптической плотности и квадратичногоотклонения вычисляются автоматически из цифровых значений яркости90-120 тысяч пикселей. Измерения легочных полей выполняемпоэтапно следующим образом: правое легочное поле, левое легочное поле,корень правого легкого, верхние половины правого и левого легочныхполей, нижние половины правого и левого легочных полей, тривертикальные зоны - центр, плащ, периферия [10]. Кардиометриявыполняется по известным методикам [9]. Нами измеряются:сердечнолегочный, правопредсердный, аортально-легочный коэффициенты ииндекс Мура. Всего обследовано более 15 тысяч пациентов, из них с ВПС -32 процентов , ППС - 29 процентов , ИБС - 39 процентов . Обсуждение Основнойпроблемой является получение количественных показателей изменениймалого круга кровообращения. Как известно, малый круг кровообращенияочень тонко и быстро реагирует на нарушения деятельности левого сердцапри приобретенных пороках и ишемической болезни и на изменение объемалегочного кровотока при врожденных пороках сердца. Ранее мы сообщали овозможности автоматизированного разделения рентгенограмм грудной клеткина нормальные и патологические по оцифрованным рентгенограммам [5]. Внастоящее время широкое распространение цифровой рентгенографии ивозможность интерактивной обработки рентгенограмм органов груднойклетки позволяют в практической работе перейти отинтуитивно-эмпирического способа оценки изменений легочного рисунка кобъективному методу измерения рентгенологических характеристик легких вцелом и сравнения их отделов между собой. По разработаннойнами программе средняя оптическая плотность каждого легкогоавтоматически определяется в среднем в 120 тысяч пиксель.Соответственно также происходит определение средней оптическойплотности верхнего и нижнего отделов легких и других интересующих зон исравнение их между собой. Сравнение средней оптическойплотности легких в целом и их отдельных зон между собой и нормальнымипоказателями позволяет объективно, в терминах доказательной медицины,оценивать характер изменений легочного рисунка при приобретенных иврожденных пороках сердца и ИБС. Динамика изменений легочного рисункапри наблюдении пациентов во время консервативного лечения и оценкерезультативности хирургического лечения приобретает при этомобъективные значения [3, 5]. Опытным путем мы убедились впостоянстве технических и цифровых (численных) параметров, получаемых спомощью нашего линейного приемника рентгеновского излучения цифровыхизображений [1]. Исходя из этого, мы с уверенностью опираемся начисловые значения при оценке легочного сосудистого рисунка у нашихпациентов. Необходимо отметить, что мы обращаем внимание как наабсолютные числовые значения, так и на их соотношения. Выявленные намизакономерности можно представить следующим образом. Нормальныйлегочный рисунок характеризуется равенством значений средней оптическойплотности и средне квадратичного отклонения (дискретности) присравнении правого и левого легких. В нижних половинах легочных полейоптическая плотность выше приблизительно на 8-10 единиц, а квадратичноеотклонение ниже на 10-12 единиц, чем в верхних. При сравнении трехвертикальных зон наибольшие оптическая плотность и квадратичноеотклонение в периферической, меньше в центральной и наименьшие вплащевой зоне. При изменении легочного сосудистого рисунка приврожденных пороках сердца гиперволемического типа без легочнойгипертензии оптическая плотность и квадратичное отклонение равны вверхних и нижних половинах обоих легких. Также становятся менеевыраженными их различия в вертикальных зонах. При врожденных иприобретенных пороках сердца с высокой легочной гипертензиейувеличивается оптическая плотность и уменьшается квадратичноеотклонение в зоне корня. При любых заболеванияхсердечно-сосудистой системы, сопровождающихся застойными изменениями вМКК, еще больше увеличивается разница оптической плотности междуверхней и нижней половинами легочных полей (т.е. становится уже не8-10, как в норме, а более 12-15), и в то же время уменьшается значениеквадратичного отклонения. Кардиометрические показатели сталинами использоваться более широко благодаря легкости выполнения линейныхизмерений и вычислений на цифровых рентгенограммах во время ихинтерактивного преобразования для построения диагностическихзаключений. Очень важно, что мы получаем равнозначные потехническим параметрам изображения. Все архивные цифровыерентгенограммы хранятся в компьютерной памяти. Врач может принеобходимости обратиться к архиву и сравнить все рентгенограммыпациента в динамике, что, безусловно, повышает диагностическуюэффет рентгенологического исследования. Передачадиагностических изображений современными средствами связи открываетвозможность широкого использования дистанционного консультирования,т.е. принципов телемедицины [4]. Выводы 1.Использование количественных показателей, получаемых в процессеинтерактивной компьютерной обработки цифрового рентгеновскогоизображения органов грудной клетки, позволяет объективно разделитьсостояние МКК на «норму» и «патологию». 2. Эти показатели такжепомогают достоверно разделять патологические изменения легочногорисунка при разных формах врожденных и приобретенных пороков сердца. 3.Количественные показатели состояния МКК и кардиометрические данные придинамическом наблюдении пациентов с патологи ей сердца и крупныхсосудов объективизируют эффет лечебных мероприятий. 4.Использование легко доступного электронного архива диагностическихизображений значительно повышает диагностическую эффективностьрентгенологического исследования. 5. Цифровыерентгенодиагностические изображения могут передаваться по линиямтелефонной связи и средствами интернета для дистанционногоконсультирования. Обмен изображениями широко используют авторы междусобой. 6. Медицинские задачи носят комплексный характер, и для ихрешения требуется последовательное применение всех указанных вышеметодов анализа данных. Эти методы разработаны в Институте МатематикиСО РАН и собраны в Пакете Программ ОТЭКС для персональных ЭВМ. источники этой статьи 1.Антонов О.С., Антонов А.О., Третьяков В.П., Штарк М.Б. Цифроваярентгенография (опыт практического применения)//Автометрия. 1996. № 6. 2.Антонов О.С., Антонов А.О., Еникеева Р.И., Виноградова Е.В. Системаполучения, обработки, хранения и передачи диагностических изображений.Компьютерная технология работы рентгеновского отделения // Радиология -практика. 2001. № 3. 3. Антонов О.С., Мантула Д.К., Манохин А.Н.Денситометрический анализ рентгенограмм грудной клетки с разделением ихна классы «норма» и «патология» // Вестник рентгенологии и радиологии.1988. №3. 4. Антонов О.С., Антонов А.О., Еникеева Р.И. и др.Реализация и внедрение программно-аппаратного комплекса для развитиятелемедицинских систем в Сибири и на Дальнем Востоке // Сборник тезисовнаучно-практической конференции «Инновации в охране здоровья людей»ЗДРАВ-ЭКСПО-СИБИРЬ 2001 г. Новосибирск, 2001. 5. Антонов О.С.,Хабахпашев А.Г., Шехтман Л.И. и др. Автоматизация разделениярентгенограмм грудной клетки на «норму» и «патологию» // Вестникрентгенологии и радиологии. 1992. № 1. 6. Караськов A.M. Проблемы кардиохирургии Сибири и Дальнего Востока // Патология кровообращения и кардиохирургия. 2001. № 1. 7.Низовцова П.А., Багаева Н.Г. Выявление нелегочной патологии методомцифровой рентгенографии при скрининговых исследованиях органов груднойклетки // Вестник рентгенологии и радиологии. 2002. №3. 8. ПортнойЛ.М. Современные проблемы рентген-службы практического здравоохраненияРФ и пути их решения // Вестник рентгенологии и радиологии. 2002. № 3. 9. Рабкин И.Х. и др. Рентгенокардиометрия. Ташкент: Медицина, 1975. 10. Розенштраух Л.С. и др. Рентгендиагностика недугов органов дыхания. М. // Медицина, 1987. 11. Kamm K.F. The future of digital imaging //British Journal Radiology. 1997. V. 70. |