Techniki obrazowania medycznego Pozyskiwanie obrazów

Lekarz obecnie podczas stawiania diagnozy wspomagany jest przez wiele różnych rodzajów systemów technicznych informujących o stanie pacjenta

Umowna „mapa” dziedziny inżynierii biomedycznej, wskazująca na miejsce i rolę urządzeń diagnostycznych i systemów przetwarzania i analizy sygnałów

Miejsce i rola obrazowania medycznego

Współczesna aparatura medyczna pozwala oglądać wnętrze ciała człowieka tak, jakby było ono całkowicie przezroczyste

Techniki obrazowania medycznego tworzą wielki rynek

Choroba prowadzi do wielu zmian czynnościowych i morfologicznych, które mogą być ujawniane z pomocą różnych metod obrazowania

Żeby pozyskać dobry obraz trzeba się zwykle naprawdę postarać!

Różne rodzaje informacji diagnostycznych dostarczane przez współczesne techniki obrazowania medycznego System obrazowania medycznego Jak jest zbudowany badany narząd? Jak jest zdeformowany przez chorobę? Jak zlokalizować miejsce choroby?

Strukturalne i funkcjonalne informacje diagnostyczne dostarczane przez współczesne techniki obrazowania medycznego Obrazy pokazujące budowę narządu (mózgu) Obrazy pokazujące funkcjonowanie narządu (mózgu)

Przykład: Scyntygram płuc pacjenta pozwala stwierdzić, że jedno z jego płuc nie pracuje prawidłowo

Twór „gorący” przedstawiony na obrazie funkcjonalnym tarczycy

Obrazowania funkcjonalne wizualizuje się często na rekonstrukcjach morfologicznych

Własności obrazów na tle innych form informacji medycznej

Mając do dyspozycji dowolną liczbę dowolnych zobrazowań medycznych lekarz miewa kłopot z ich właściwym wykorzystaniem i interpretacją

Aby zrozumieć, czym są współczesne obrazy medyczne, trzeba w pierwszej kolejności poznać sposoby ich pozyskiwania

Główne działy diagnostyki obrazowej

Wybrane właściwości

Stopień przenikliwości różnych typów promieniowania

W sprawie doboru dawki obowiązuje zasada ALARA As Low as Reasonably Achiewable

Podział metod obrazowania ze względu na źródło energii

Zasady powstawania poszczególnych zobrazowań medycznych

Do obrazowania medycznego używa się głównie fal elektromagnetycznych o różnej długości

Charakterystyka różnych metod obrazowania ze względu na szybkość uzyskania obrazu oraz jego dokładność

Porównanie metod obrazowania ze względu na kryteria kosztów i stopnia szkodliwości dla pacjenta

Wady i zalety zobrazowań diagnostycznych Metoda Zalety Wady Rentgeno-grafia dobra rozdzielczość obrazu szybki i łatwy, liniowy proces tworzenia obrazu aparatura prosta w obsłudze konieczność izolowania badanego pacjenta dawka promieniowania jonizującego obraz rzutowany na 2D

Wady i zalety zobrazowań diagnostycznych rezonans magne tyczny duża rozdzielczość obrazu metoda nieinwazyjna, brak promieniowania jonizującego nie wymaga uprzedniego przygotowania pacjenta, oprócz przypadków, kiedy konieczne staje się podanie kontrastu możliwość rekonstrukcji obrazu w dowolnej płaszczyźnie badanego obiektu umożliwia prowadzenie pomiarów spektrometrycznych (badania metaboliczne) pomiary szybkości przepływu płynów ustrojowych obraz klatki piersiowej nie wymaga kompresji sprzęt diagnostyczny bardzo drogi (również w utrzymaniu) - zbyt drogi do przeprowadzania badań rutynowych, czy przesiewowych konieczność zastosowania specjalistycznych, magnetycznych osłon wpływ metalowych obiektów, powodujących zniekształcenie pola magnetycznego rozróżnienie tkanek uzależnione od kontrastu pomiędzy sąsiadującymi regionami (dwie różne tkanki mogą dawać podobne sygnały) łagodne i złośliwe zmiany w tkankach dają podobny obraz

Wady i zalety zobrazowań diagnostycznych Scynty-grafia i tomo-grafia pozytonowa możliwość skanowania całego ciała możliwość kontroli rozpływu czynnika w tkance ogólna dostępność czynników koniecznych do wykonania badania mała rozdzielczość obrazu w porównaniu z MRI konieczność wprowadzenia czynnika za pomocą iniekcji bądź inhalacji stosowanie tomografii pozytonowej zabronione w Wielkiej Brytanii

Wady i zalety zobrazowań diagnostycznych Ultra sono grafia umożliwia rozróżnienie tkanek miękkich nieinwazyjna, niejonizująca, z możliwością wielokrotnego powtórzenia aparatura przenośna uzyskiwanie obrazu w czasie rzeczywistym konieczność użycia żelu nieużyteczna do badania kości i obszarów wypełnionych powietrzem obraz zawiera jedynie zarysy tkanek, brak informacji o ich właściwościach

Wady i zalety zobrazowań diagnostycznych Termo-grafia nieinwazyjna, bez skutków ubocznych duża wykrywalność nowotworów we wczesnym stadium wraz z zastosowaniem diafanografii (metody optycznego prześwietlania sutka, przed formowaniem się mikrozwapnień) obraz w 3D duży koszt zakupu termokamery

Porównanie różnych systemów tomograficznych

Standardy przechowywania i transmisji cyfrowych obrazów medycznych

Posiadają także zestaw typowych funkcji przetwarzania obrazu. Od momentu rozpowszechnienia się medycznej aparatury obrazowej (w latach osiemdziesiątych ubiegłego wieku) dostarczającej obrazów w postaci cyfrowej (w szczególności skanerów CT i MRI), w związku z oczywistymi korzyściami wynikającymi z przechowywania danych na nośnikach cyfrowych, nastąpił trwający do tej pory szybki rozwój systemów PACS (ang. Picture Archiving and Communications System). Są to systemy umożliwiające archiwizację, transmisję i dostęp do obrazów medycznych – nowoczesny odpowiednik tradycyjnego archiwum przechowującego klisze z obrazami. Posiadają także zestaw typowych funkcji przetwarzania obrazu. Obecnie coraz częściej są one zintegrowane z systemami RIS (ang. Radiological Information System) stanowiącymi radiologiczna część szpitalnego systemu informatycznego HIS (ang. Hospital Information System) przechowującymi dane pacjenta i raporty radiologiczne w postaci tekstowej. Możliwy jest więc natychmiastowy dostęp do kompletnej informacji na temat pacjenta w dowolnym miejscu i czasie, także poprzez przenośne urządzenia bezprzewodowe.

System PACS jako wydzielona struktura informacyjna dostosowana do obiegu informacji obrazowych o dużej objętości

System PACS zintegrowany z systemem szpitalnym

Serwer PACS może też udostępniać medyczne dane obrazowe równocześnie do wielu stacji roboczych, do drukarek wykonujących dokumentację, do stanowisk diagnostycznych oraz rozpowszechniać je na zewnątrz poprzez sieć