Міністерство охорони здоров'я україни

ВІННИЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені М.І.ПИРОГОВА

“Затверджено”

на методичній нараді

кафедри біофізики ВНМУ

Завідувач кафедри

проф. Хаїмзон І.І.

“____” ______________ 20 р.

Методичні вказівки

ДО ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ №9

Навчальна дисципліна	Інформаційні технології у психології та медицині
Модуль №1	Інформаційні технології у психології та медицині
Змістовий модуль №1	Основи інформаційних технологій в системі охорони здоров’я. Методологія обробки та аналізу медичних та психологічних даних.
Тема заняття	Візуалізація та інтерпретація медико-біологічних і психологічних даних. Обробка і аналіз зображень.
Курс	1
Факультет	медичний
Спеціальність	Медична психологія

Вінниця, ВНМУ - 2012

Мета роботи: Вивчити принципи візуалізації медичних зображень; інформативні параметри медичних зображень; принципи рентгенівської комп’ютерної томографії та її технічні засоби.

Ознайомитись з методикою отримання і аналізу ультразвукового зображення щитовидної залози за допомогою УЗ-сканера ”Сономед-400”; Аналізувати теплові зображення, використовуючи тепловізор ”Радуга-6”.

Теоретичні відомості

[Л. 1], ст. 76 - 90; [Л.2], ст. 154 – 188.

Загальні принципи візуалізації медичних зображень.

Отримання та аналіз зображень внутрішніх органів і тканин організму людини - невід'ємна складова сучасного лікувально-діагностичного процесу. Загальний прогрес технічних засобів обробки інформації викликав революційні зміни в технологіях візуалізації медико-біологічних даних.

Особливий інтерес становлять ультразвукові, рентгенівські, радіонуклідні, магнітно-резонансні, термографічні методи дослідження. Так, за даними Всесвітньої організації охорони здоров'я, доля таких методів дослідження в загальній діагностиці складає понад 70%.

Методи візуалізації медико - біологічних даних базуються на використанні різних фізичних полів. Розвиток техніки візуалізації для кожного з них відбувався практично незалежно один від одного. Проте, всі системи отримання і аналізу медичних зображень базуються на декількох загальних принципах.

Інформативність візуалізованого зображення незалежно від його первинної природи повинна бути узгоджена з такими властивостями аналізатору зору, як чіткість, рухливість, динамічний діапазон. Таке узгодження припускає вибір тільки найбільш важливої інформації для даного типу дослідження. Цей вибір легше всього здійснюється за допомогою цифрових методів обробки і фільтрації, однаковими для всіх класів зображень. Найчастіше для візуалізації непрозорих і недоступних безпосередньому спостереженню анатомічних органів і тканин використовують електромагнітне випромінювання.

Також широко використовується для отримання і аналізу медичних зображень ультразвукові методи візуалізації, що базуються на взаємодії пружніх акустичних (механічних) хвиль у діапазоні 3-15 МГц з біооб'єктом.

Теплові зображення.

Будь-який фізичний об'єкт з температурою вище абсолютного нуля випромінює інфрачервоне випромінювання. Це саместосується й тіла людини. Потік випромінювання визначається співвідношенням:

Ф = ε*σ* Т ⁴

де Ф - потік випромінювання,

ε - випромінювальна здатність.

σ - постійна Стефана - Больцмана,

Т - абсолютна температура,

Дослідженнями доведено, що випромінювання тіла людини подібно випромінюванню, так званого, абсолютно чорного тіла, для якого ε = 1. У такому випадку, якщо візуалізувати потік випромінювання з елементів певної ділянки тіла людини, то можна отримати зображення, що характеризує розподіл температури цих елементів.

Теплові зображення отримують за допомогою медичних тепловізорів - оптично-електронних приладів для безконтактної реєстрації теплових (температурних) полів покровів шкіри людини. В цих приладах під дією потоку випромінювання, що падає на інфрачервоний приймач, виробляються відеосигнали, які модулюють яскравість сигналу електронно-променевої трубки, де формується зображення, яке відображає теплове поле об'єкту. При лінійному відображенні (за рахунок лінійного сканування поверхні об'єкту) яскравість елементів зображення на екрані ЕЛТ пропорційна температурі просканованих елементів тіла людини. На зображеннях, отриманих за допомогою сучасних тепловізорів, можна розрізнити елементи з різницею температури 0,1 °С.

Теплові зображення можуть бути чорно-білими, при цьому різні температури визначаються різними градаціями сірого. У випадку кольорових теплових зображень кожному кольору від синього до червоного, відповідає певне значення температури випромінюваної ділянки.

Отримання і аналіз ультразвукових зображень

Для отримання ультразвукових зображень використовують УЗ-сканер "Сономед-400", побудований на базі персонального комп'ютера IBM PC, що дозволяє у відповідності з потребами користувача легко змінювати конфігурацію системи, здійснювати модернізацію програмних і апаратних засобів, під'єднувати додаткове обладнання.

Сфера застосування: діагностика захворювань в клініці внутрішніх хвороб і акушерсько - гінекологічній практиці.

Ефективність і якість проведення ультразвукових досліджень у медицині залежіть від відповідних технічних характеристик апаратури і кваліфікації лікаря. Кваліфікація лікаря визначається високим рівнем професійних медичних знань і значним досвідом роботи у даній галузі.

Порядок виконання роботи

Завдання № 1. Ознайомлення з роботою УЗ-сканера "Сономед-400"

1. Ознайомитись з апаратом для ультразвукових досліджень в реальному масштабі часу "Сономед-400" за його інструкцією.

2. Занести в протокол лабораторної роботи призначення режимів регулювання приладу (Л.2, стор. 184).

3. Занести в протокол лабораторної роботи наведені нижче технічні характеристики датчика, який використовується в даній роботі: конвексний датчик СР1-60 з частотою 3,5 МГц.

Завдання № 2. Ультразвукове дослідження щитовидної залози.

1. Увімкнути комп'ютер і дочекатись завантаження ОС і прикладного програмного забезпечення УЗ-сканера (до появи головного меню)

2. Встановити наступні режими регулювання:

"Управление фокусом" - 1

"Управление глубиной" - 90

"Начальный сдвиг" - 0

"Оконтуривание" - Выкл.

"Гамма-корректор" - 6

3. Змастити датчик ультразвуковим гелем і встановити у нижньому відділі шиї пацієнта.

4. Після отримання чіткого УЗ-зображення щитовидної залози натиснути кнопку Stop для його фіксації.

5. Зберегти зображення на диску, записати його на зовнішній носій (флешку) і роздрукувати.

6. Порівняти отримане УЗ-зображення з анатомічною будовою щитовидної залози з анатомічного атласу і визначити де знаходяться: ліва частка, права частка, перешийок, просвіт трахеї, загальна сонна артерія.

7. Визначити розмір просвіту трахеї.

8. Закінчити роботу з приладом.

Завдання №3. Отримання теплових зображень

1. Підготувати тепловізор до роботи:

- залити рідкий азот у блок приймача (виконує тільки викладач);

- встановити відповідні параметри режимів на передній панелі блока керування:

СЕ = ЗО;

dЕ - 20,

що відповідає температурному діапазону 30-34° з ΔΤ - 0,4°;

- увімкнути кнопку "Сеть" блока керування;

- через 15-20 хвилин можна проводити термографічне дослідження пацієнта.

2. Увімкнути персональний комп'ютер, під'єднаний до тепловізора і дочекатись завантаження ОС Windows.

3. Запустити програму "УниМед 5.0".

4. Після появи головного меню послідовно вибрати режими "Картотека" - "Алфавитная", після чого вибрати картку "Учебная" - "Открыть карточку" - "Термография" - "Снимки".

5. Посадити пацієнта перед блоком приймача.

6. Після появи теплового зображення вибрати режим "Сохранить" для його зберігання в базі даних.

Завдання №4. Обробка теплових зображень

1. Провести обробку зображення, що отримане в попередньому завданні. Для цього подвійним кліком вибрати зображення з бази даних, послідовно вибрати режими "Обработка" - "Режим оцифровки изображений", встановити базову температуру 30°, діапазон - 4.

2. Визначити температурні характеристики різних точок зображення. Для цього послідовно встановлювати мишу у відповідні точки зображення і система автоматично визначить координати точок та їх температуру.

3. Переглянути різні зображення, що зберігаються у базі даних. Зробити діагностичний висновок по кожному з них.

4. Закінчити роботу з тепловізором. Для цього закрити вікно програми "УниМед", закінчити роботу з комп'ютером, вимкнути клавішу "Сеть" на блоці управлівння.

Питання для самоконтролю

1. Принципи візуалізації медичних зображень.

2. Методи візуалізації і відповідні їм характеристики фізичних полів.

3. Інформативні параметри медичних зображень.

4. Методи цифрової обробки зображень.

5. Ультразвукові зображення: А-тип, B-тип, М-тип.

6. Ультразвукові зображення: 2D, 3D, 4D.

7. Ультразвукові доплерівські зображення.

8. Рентгенівські зображення. Контрастні речовини. Ангіографія. Коронарографія. Мамографія.

9. Принципи рентгенівської комп'ютерної томографії.

10. Технічні засоби рентгенівської комп'ютерної томографії.

11. Робота зі зображеннями в рентгенівській комп'ютерній томографії.

12. Радіоізотопні зображення. Метод помічених атомів.

13. Емісійна комп'ютерна томографія. SPECT і PET методи.

14. Магнітно-резонансні зображення.

15. Теплові зображення.

Рекомендована література.

1. Булах І.Є. Інформаційні технології у психології та медицині: Підручник / І.Є. Булах, І.І. Хаїмзон. - К.: ВСВ «Медицина», 2011.- 216 с.

2. Основи інформаційних технологій в системі охорони здоров’я. Обробка та аналіз медичних даних // Збірник методичних рекомендацій до практичних занять з медичної інформатики (модуль №1) для студентів ІІ-го курсу медичного факультету (під редакцією проф. І.І.Хаїмзона).— Вінниця: ВНМУ, 2006. – 294 с.

3. Герасевич В.А. Компьютер для врача. Самоучитель. – 2-е изд., перераб. И доп. – СПб.:БХВ Петербург, 2004. – 512 с.

Аудиторна робота

1. Виконання лабораторної роботи: – 75хв.

2. Тестовий контроль знань студентів – 10 хв.

3. Оголошення результатів роботи та завдання донаступного заняття – 5 хв