Агаханян Електронные устройства в медицинских приборах 2010

микроскопический анализ препарата с применением компьютерной системы обработки изображений;

постановку диагноза (в сложных случаях – с применением телемедицинского комплекса гистологической диагностики).

9.3.1. Компьютерная система макроскопического анализа АТЛАНТ-МАКРО

Компьютерная система макроскопического анализа АТЛАНТМАКРО на базе АСОИЗ (рис. 9.4) предназначена для автоматизированного анализа изображений макропрепаратов [1].

Система была разработана в 2001 г. кафедрой «Компьютерные медицинские системы» МИФИ и Российским онкологическим научным центром PAMH им. Н.Н. Блохина и успешно используется в клинической практике. Созданы четыре версии системы (последняя в 2009 г.), на которые получены патенты РФ.

Рис. 9.4. Внешний вид компьютерной системы гистологической диагностики для исследования макропрепаратов АТЛАНТ-МАКРО

451

452

Рис.9.5. Объективизация макроскопического описания опухолей (пример щитовидной железы) с применением цветового и морфометрического анализа

Система состоит из макростола со специальным штативом для съемки макропрепаратов, цветной цифровой камеры, ЭВМ и цветного принтера. Формат изображения 3264×2448 элементов и 24битное цветовое кодирование обеспечивают представление 16,7 млн. цветовых оттенков, время ввода кадра – порядка нескольких секунд.

Система позволяет вводить изображения макрообъектов в компьютер, проводить автоматизированный анализ свойств объектов (цвет, форма, текстура), создавать формализованные макроскопические описания, выделять и изучать отдельные фрагменты изображений (рис. 9.5), формировать архивы изображений биопсийных препаратов.

Система может использоваться как при плановых, так и при срочных исследованиях.

9.3.2. Компьютерная система микроскопического анализа АТЛАНТ-МИКРО

Компьютерная система микроскопического анализа на базе АСОИЗ (рис. 9.6) предназначена для автоматизированного анализа изображений микропрепаратов (гистологических, цитологических, гематологических). Для проведения диагностических процедур в системе АТЛАНТ реализованы оригинальные алгоритмы интерактивного распознавания изображений. Приоритет разработок в области создания систем АТЛАНТ-МИКРО и АТЛАНТ-МИКРО подтвержден восемью патентами РФ.

Система создана в 1998 г. совместно МИФИ (лаборатория автоматизированных систем обработки изображений кафедры электронных измерительных систем), Минатомом, РОНЦ РАМН им. Н.Н. Блохина, Федеральным управлением «Медбиоэкстрем» при Минздраве РФ (в настоящее время Федеральное медикобиологическое агентство (ФМБА России)).

Система состоит из телекамеры, микроскопа, оснащенного моторизованным предметным столиком, модуля управления навигацией, ЭВМ, устройства ввода видеосигнала в ЭВМ, цветного прин-

453

тера и монитора. Управление перемещением предметного столика микроскопа осуществляется как от компьютера, так и от джойстика позиционирования. Формат изображения 720×576 элементов и 24битное цветовое кодирование обеспечивают представление 16,7 млн. цветовых оттенков, время ввода кадра 40 мс.

Структурная схема аппаратной части комплекса включает микроскоп, согласующий модуль (СМ), телекамеру, устройство сопряжения (УС), компьютер.

а

б

Рис. 9.6. Общий вид (а) и структурная схема (б) компьютерной системы гистологической диагностики АТЛАНТ-МИКРО

Система позволяет:

реализовывать алгоритмы обработки изображений для распознавания доброкачественных и злокачественных опухолей;

эффективно выявлять характер и особенности патологии при гистологических, цитологических и гематологических исследованиях;

оценивать патологический процесс в динамике, выделять и изучать отдельные фрагменты изображений микропрепаратов с большим увеличением;

454

формировать атласы изображений биопсийных препаратов (компьютерный атлас состоит из базы изображений и средств программной поддержки, обеспечивающих возможность визуализации изображения и поиска по базе);

проводить врачебные консилиумы, сократить время постановки гистологических, цитологических, гематологических диагнозов.

В системе АТЛАНТ применяются современные компьютерные технологии (рис. 9.7).

Рис. 9.7. Компьютерные технологии в системе АТЛАНТ

9.3.3. Телемедицинская компьютерная сеть АТЛАНТ

В итоге плодотворного сотрудничества МИФИ совместно с Росатомом, крупными медицинскими центрами Федерального меди- ко-биологического агентства, клиническими больницами № 6, № 83 и № 85, Российским онкологическим научным центром им. Н.Н. Блохина РАМН и Гематологическим научным центром РАМН

455

создана и успешно используется в клинической практике Единая телемедицинская сеть АТЛАНТ Росатома–ФМБА–МИФИ для проведения удаленных консультаций при гистологической, цитологической, гематологической диагностике и дистанционного обучения врачей.

Телемедицинская сеть построена на базе уникальных компьютерных комплексов АТЛАНТ и объединяет в Москве КБ № 83 и 85, Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна (ФМБЦ), ФМБА России, 7 медсанчастей ФМБА при АЭС Европейской части России (ЦМСЧ № 141 (г. Удомля), ЦМСЧ № 156 (г. Балаково), ЦМСЧ №38 (г.Сосновый бор), МСЧ № 33 (г. Нововоронеж), МСЧ № 118 (г.Полярные зори), МСЧ № 135 (г. Десногорск)), 2 клинические больницы в Федеральных ядерных центрах № 50 (г. Саров), №15 (г. Снежинск), МИФИ и РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН с центром управления на кафедре компьютерных медицинских систем МИФИ (рис. 9.8 и 9.9).

ФМБЦим.Бурназяна ФМБА

МОСКВА

		РОНЦим.Блохина
	Центруправления: кафедра
	КомпьютерныхМедицинских	КБ№83
	СистемМИФИ
		КБ№85

Рис. 9.8. Сегмент Единой консультационно-диагностической сети Росатома–ФМБА–МИФИ в Москве

456

Рис. 9.9. Единая консуьтационно-диагностическая сеть РОСАТОМА–ФМБА–МИФИ в Европейской части России

Связь в сети осуществляются по Интернет-каналам, что, в частности, позволяет проводить телемедицинские консультации в режиме реального времени во время проведения хирургических операций. С 2001 г. по настоящее время с помощью вышеуказанной телемедицинской сети проведено свыше 16000 консультаций по заболеваниям, доброкачественным и злокачественным опухолям щитовидной железы, молочной железы, легких, почек, желудочнокишечного тракта, яичников, гематологическим заболеваниям. Эти консультации позволили более точно и быстро установить диагноз, оптимизировать объем и тактику проведения хирургических операций.

На рис. 9.11 приведен пример протокола телемедицинской консультации.

457

Протокол телеконсультации № 09/02

Запрос:		Откуда:	Клиническая больница № 83
		Куда:	РОНЦ РАМН им. Н.Н. Блохина
Дата:			21.01.02
Номер препарата:			12
Фамилия:			Р-а О.Н.
Возраст:			47
Пол:			Ж
Отделение:			Хирургия
Номер карты:			495
Клинический диагноз:			Многоузловой зоб III ст. тиреотоксикоз
Название операции:			Тиреоидэктомия единым блоком
Присылаемый материал:			Щитовидная железа
Макроописание:			Правая доля 4,5х2х2см, с узлами от 0,3
			до 1см, левая доля 4,5х2,5х2,5 см с
			узлами от 0,7 до 2,5
Количество изображе-			4
ний:
Задачи исследования:			Уточнение диагноза
Врач, направляющий			Степанов В.А.
материал:

Изображения консультируемого препарата

	Ответ:	Откуда:	РОНЦ РАМН им. Н.Н. Блохина
		Куда:	Клиническая больница №83
	Микроописание:		Узловой зоб из разной величины фолли-
			кулов с очаговой гиперплазией фоллику-
			лярного эпителия. Один из узлов адено-
			моподобный
	Консультант:		д.м.н. Петровичев Н.Н.

Рис. 9.10. Протокол телемедицинской консультации

458

9.3.4. Компьютерный офтальмологический комплекс АТЛАНТ-RETINA

Компьютерный офтальмологический комплекс предназначен для диагностики офтальмологических заболеваний по цветным изображениям глазного дна (рис. 9.11). Формат изображения до

768×576×24.

Рис. 9.11. Общий вид компьютерного офтальмологического комплекса АТЛАНТ-RETINA

В состав комплекса входят: ретинофот, цветная телекамера, компьютер с платой ввода, телевизионный монитор, видеомагнитофон.

Комплекс позволяет осуществлять в интерактивном режиме измерения морфологических характеристик объектов глазного дна (области кровоизлияния, участки отслоения сетчатки, диск зрительного нерва, кровеносные сосуды и т.д.), документировать произведенные измерения, осуществлять наглядное сравнение изображений глазного дна пациента, относящихся к разным моментам времени, наблюдать изменения морфологических характеристик объектов глазного дна в ходе лечения. Комплекс обладает элек-

459

тронной лупой, позволяющей наблюдать увеличенное изображение выбранных фрагментов глазного дна (рис. 9.12).

Рис. 9.12. Изображение глазного дна

Комплекс АТЛАНТ-RETINA разработан в 1995 г. лабораторией автоматизированных систем обработки изображений кафедры электронных измерительных систем МИФИ совместно с клинической больницей № 83 ФУ «Медбиоэкстрем» и внедрен в отделении микрохирургии глаза клинической больницы № 83 в 1997 г.

9.4. Электронные приборы медицинской диагностики

9.4.1. Электрокардиографы

Электрокардиографы применяют для регистрации периодически повторяющейся кривой, образованной наложением элементарных синусоидальных колебаний разных частот, амплитуд и фаз, которые отображают электробиологические процессы в активной сердечной мышце.

460