Способ количественной оценки органотипической перестройки патологического очага при лечении больных с дефект-псевдоартрозами диафиза длинных костей



Способ количественной оценки органотипической перестройки патологического очага при лечении больных с дефект-псевдоартрозами диафиза длинных костей
Способ количественной оценки органотипической перестройки патологического очага при лечении больных с дефект-псевдоартрозами диафиза длинных костей
Способ количественной оценки органотипической перестройки патологического очага при лечении больных с дефект-псевдоартрозами диафиза длинных костей
Способ количественной оценки органотипической перестройки патологического очага при лечении больных с дефект-псевдоартрозами диафиза длинных костей
Способ количественной оценки органотипической перестройки патологического очага при лечении больных с дефект-псевдоартрозами диафиза длинных костей
Способ количественной оценки органотипической перестройки патологического очага при лечении больных с дефект-псевдоартрозами диафиза длинных костей

 


Владельцы патента RU 2444290:

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А. Илизарова" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (ФГБУ "РНЦ "ВТО" им. акад. Г.А. Илизарова" Минздравсоцразвития России) (RU)

Изобретение относится к медицине, ортопедии, лучевой диагностике. У больных с дефект-псевдоартрозами диафиза длинных костей на этапах лечения выполняют сеансы компьютерной томографии одновременно парных сегментов конечностей пациента на уровне патологического очага, сохраняя изображения в IBM-совместимом формате. Анализируют одноуровневые сканы, переведенные в серую палитру, калибруют их по эталонному отрезку и в изображении здорового сегмента определяют диапазон и максимальное значение интенсивности теней мягких тканей (Imax). Из всех отобранных для анализа изображений удаляют, замещая черным, пикселы с интенсивностью, меньшей Imax+1. С помощью заливки красным цветом изображения области мягких тканей визуализируют незамкнутые пространства в области теней костных структур, оставляя черным ограниченные костными стенками тени костномозговых полостей, черный цвет замещают синим. Обработанные изображения сегментируют, выделяя все серые пикселы - тени костных структур в один файл, а синие тени костномозговых полостей - в другой, сохраняя их попиксельно в виде таблиц. Рассчитывают площади теней костных структур (АK), костномозговых полостей (АП) и индекс органотипичности по их отношению - AК/AП. Способ обеспечивает количественную оценку динамики изменений отношения костномозговых полостей и их костных стенок в зоне патологического очага как показателя органотипической перестройки в процессе лечения больных с дефект-псевдоартрозами диафиза длинных костей. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для количественной оценки процесса органотипической перестройки патологического очага при лечении дефект-псевдоартрозов длинных костей.

Известны рентгенологические признаки нарушения органотипической структуры берцовых костей при дефект-псевдоартрозах - заращение костномозгового канала и остеосклероз концов отломков (Шевцов В.И., Макушин В.Д., Куфтырев Л.М. Дефекты костей нижней конечности. Чрескостный остеосинтез по методикам Российского научного центра «ВТО» им. академика Г.А.Илизарова. - М.: ИПП «Зауралье», 1996. - 504 с.).

Однако они не позволяют количественно оценивать динамику изменений отношения костномозговых полостей и их костных стенок в зоне патологического очага в процессе лечения.

Известен способ стереологической оценки степени консолидации псевдоартроза и межберцового синостоза по транспортированным через телекоммуникационные каналы связи цифровым изображениям компьютерных томограмм, полученных на этапах лечения, в том числе в аппарате внешней фиксации (Чевардин А.Ю и др. Стереологическая оценка степени консолидации псевдоартроза и межберцового синостоза по цифровым изображениям рентгенограмм и компьютерных томограмм // Украинский журнал телемедицины и медицинской телематики. - 2006, том 4, №1 - С.42-48).

Однако способ не предназначен для количественной оценки динамики органотипической перестройки патологического очага.

Задачей изобретения является разработка способа, обеспечивающего возможность количественной оценки динамики изменений отношения костномозговых полостей и их костных стенок в зоне патологического очага как показателя органотипической перестройки в процессе лечения данной категории больных.

Указанная задача решается тем, что в способе количественной оценки органотипической перестройки патологического очага при лечении больных с дефект-псевдартрозами диафиза длинных костей, включающем выполнение на этапах лечения сеансов компьютерной томографии, в динамике на этапах лечения выполняют сеансы компьютерной томографии одновременно парных сегментов конечностей пациента на уровне патологического очага, сохраняют изображения в IBМ-совместимом формате, из всех сеансов анализируют одноуровневые сканы, переведенные в серую палитру, по эталонному отрезку проводят их геометрическую калибровку, в изображении здорового сегмента определяют диапазон и максимальное значение интенсивности теней мягких тканей (Imax); из всех отобранных для анализа изображений удаляют, замещая черным, пикселы с интенсивностью, меньшей Imax+1, с помощью заливки красным цветом изображение области мягких тканей визуализируют незамкнутые пространства в области теней костных структур, оставляя черными ограниченные костными стенками тени костномозговых полостей, черный цвет замещают синим, обработанные таким образом изображения сегментируют, выделяя все серые пикселы - тени костных структур - в один файл, а синие тени костномозговых полостей - в другой, сохраняют их попиксельно в виде таблиц, рассчитывают площади теней костных структур (АК) и костномозговых полостей (АП) и индекс органотипичности по их отношению - АКП. Используют аппарат внешней фиксации, в котором проецирующиеся на зону интереса детали выполнены из рентгеннейтрального материала.

Способ поясняется описанием, примером практического использования и иллюстративным материалом, на котором изображено:

Фиг.1 - обзор уровней сканов в сеансе компьютерной томографии голени пациентки Б. от 07.10.2003 г.; используемые обозначения и изображения: МБК - тень малоберцовой кости; ББК - тень большеберцовой кости; РНС - тень стерженя из рентгеннейтрального материала; серые горизонтальные линии - уровни сканов; белая горизонтальная линия - выбранный для анализа скан.

Фиг.2 - фрагмент скана для анализа (Im8) из сеанса КТ пациентки Б от 07.10.03 после удаления пикселов мягкотканого диапазона; используемые обозначения: «Пр» и «Лев» - тени костных структур правой и левой голеней; Л1 - линия сканирования шкалы эталонного отрезка для геометрической калибровки; РНС - тени деталей аппарата из рентгеннейтрального материала; - инструмент "заливка".

Фиг.3 - геометрическая калибровка изображения 8 (КТ голени пациентки Б от 07.10.03).

Фиг.4 - обработанные изображения одноуровневых сканов в сеансах КТ голени пациентки Б от 07.10, 18.12 и 29.12.2003 г., таблица результатов их геометрической калибровки, измерения площадей костных стенок (Ак, серый цвет), замкнутых костных полостей (Ап, синий цвет) и расчет индекса органотипичности (Иорг - АКП).

Фиг.5. Пациентка Б. Динамика изменений площади (мм2) костномозговых полостей и их костных стенок на этапах лечения.

Фиг.6. Пациентка Б. Динамика изменений Иорг на этапах лечения.

Способ осуществляют следующим образом.

Для изучения динамики органотипической перестройки в зоне патологического очага в процессе лечения диафизарных дефект-псевдоартрозов длинных костей пациенту проводят этапные сеансы компьютерной томографии (КТ), во время которых одновременно сканируют парные сегменты конечной. При этом если для лечения пациента используют аппарат внешней фиксации, то проецирующиеся на зону интереса детали должны быть выполнены из рентгеннейтрального материала, что обеспечивает получение качественных томографических изображений. Изображения томограмм сохраняют в IBM-совместимом формате и транспортируют по телекоммуникационным каналам связи в специализированное подразделение для анализа.

Поступившие изображения просматривают в программе графического редактора (например, Adobe Photoshop), отбирают для анализа наиболее репрезентативные сканы, расположенные во всех сеансах КТ на одинаковых уровнях патологического очага, их сохраняют в серой палитре попиксельно с расширением *.bmp и осуществляют геометрическую калибровку, рассчитывая по эталонному отрезку длину стороны (мм) и площадь (мм2) одного пиксела.

По наружным границам мягких тканей выделяют изображение тени здорового сегмента конечности в отдельный файл, определяют в нем диапазон интенсивностей теней мягкотканых структур и расчитывают максимальное значение интенсивности (Imax) и пикселы с интенсивностью, меньшей Imax+1, удаляют из всего изображения томограммы, замещая черным (фоновый цвет аддитивных изображений); освободившуюся зону мягкотканых структур заливают красным, визуализируя все дефекты корковых пластинок диафизов и не замкнутые костными стенками костномозговые полости. При этом тени ограниченных костными стенками костномозговых полостей остаются черными, что позволяет их визулизировать, заместив черный синим как наиболее удаленным от красного основным цветом. Обработанные таким образом изображения сегментируют, выделяя все серые пикселы в один, а синие - в другой файл, сохраняют их попиксельно в виде таблиц, по которым рассчитывают площади (А) теней костных структур (Ак) и костномозговых полостей (Ап), а также индекс органотипичности Иорг как их отношение Ак/Ап. При этом результаты расчетов указанных параметров во всех отобранных для анализа сканах могут быть сведены в таблицы и представлены в виде диаграмм, позволяющих проследить их временную динамику.

Практическое использование способа иллюстрирует следующий пример.

Для исследования были направлены цифровые изображения сканов трех сеансов компьютерной томографии обеих голеней пациентки Б., последний из которых выполнен после снятия аппарата (29-12-2003), а два (07-10-2003 и 18-12-2003 г.) - на этапе лечения дефект-псевдоартроза берцовых костей правой голени с помощью аппарата внешней фиксации, детали которого, проецирующиеся на зону интереса, были выполнены из рентгеннейтрального материала.

Поступившие изображения просмотрели в программе графического редактора Adobe Photoshop 3.0 и отобрали (фиг.1) для анализа три наиболее репрезентативных скана, расположенные во всех сеансах КТ на одинаковых уровнях патологического очага. Отобранные изображения перевели в серую палитру, сохранили попиксельно (*.bmp) и осуществили геометрическую калибровку (фиг.2), рассчитав по эталонному отрезку длину стороны (мм) одного пиксела (фиг.3).

В изображении здоровой голени контуром выделили в отдельный файл тени мягкотканых структур, сохранили его в табличном формате и рассчитали максимальное значение интенсивности Imax. Из всех отобранных для анализа изображений удалили все пикселы, интенсивность которых была ниже Imax+1, в результате в изображениях остались лишь тени костных структур более высокой, чем Imax, интенсивности.

Расположив соответствующий инструмент в освободившейся зоне мягкотканых структур, осуществили заливку красным, визуализировав тем самым все незамкнутые пространства в области теней костных структур, тогда как ограниченные костными стенками тени костномозговых полостей остались черными, что позволило выделить их в изображении, замещая черный цвет синим. Обработанные таким образом изображения сегментировали, выделив все серые пикселы - тени костных структур - в один файл, а синие тени костномозговых полостей - в другой, и сохранили их в табличном формате, что дало возможность рассчитать их площади (Ак и Ап), а также отношение этих площадей - индекс органотипичности (фиг.4). Полученные результаты расчетов названных параметров представили в диаграммах (фиг.5, 6), которые наглядно демонстрируют максимальное отличие исследуемых параметров от уровня здоровой голени на наиболее раннем сроке исследования и тенденцию к нормализации - на втором и, особенно, на третьем сроке.

Использование предложенного способа в РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А.Илизарова показало, что его применение обеспечивает возможность объективной количественной оценки динамики изменений отношения костномозговых полостей и их костных стенок как показателя органотипической перестройки в зоне патологического очага в процессе лечения дефект-псевдоартрозов берцовых костей, повышая тем самым информативность рентгеноморфологических исследований. При этом предлагаемый способ позволяет получить дополнительную информацию для решения вопроса о показаниях к окончанию аппаратного этапа лечения.

1. Способ количественной оценки органотипической перестройки патологического очага при лечении больных с дефект-псевдоартрозами диафиза длинных костей, включающий выполнение на этапах лечения сеансов компьютерной томографии, отличающийся тем, что в динамике на этапах лечения выполняют сеансы компьютерной томографии одновременно парных сегментов конечностей пациента на уровне патологического очага, сохраняют изображения в IBM-совместимом формате, из всех сеансов анализируют одноуровневые сканы, переведенные в серую палитру, по эталонному отрезку проводят их геометрическую калибровку, в изображении здорового сегмента определяют диапазон и максимальное значение интенсивности теней мягких тканей (Imax), из всех отобранных для анализа изображений удаляют, замещая черным, пикселы с интенсивностью, меньшей Imax+1, с помощью заливки красным цветом изображения области мягких тканей визуализируют незамкнутые пространства в области теней костных структур, оставляя черным ограниченные костными стенками тени костномозговых полостей, черный цвет замещают синим; обработанные таким образом изображения сегментируют, выделяя все серые пикселы - тени костных структур - в один файл, а синие тени костномозговых полостей - в другой, сохраняют их попиксельно в виде таблиц, рассчитывают площади теней костных структур (Ак) и костномозговых полостей (Ап) и индекс органотипичности по их отношению - Акп.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют аппарат внешней фиксации, в котором проецирующиеся на зону интереса детали выполнены из рентгеннейтрального материала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине и предназначено для диагностики обтурационного калькулезного холецистита. .

Изобретение относится к медицине, онкологии и касается ранней диагностики постлучевого поражения миокарда у больных раком легкого на этапах комбинированного лечения путем изучения морфофункционального состояния миокарда.

Изобретение относится к медицинским системам визуализации, в частности в компьютерной томографии. .
Изобретение относится к медицине, нейрохирургии, неврологии и лучевой диагностике и может быть использовано для диагностики компрессии позвоночной артерии (ПА) в одноименном канале при различных формах поражения позвоночно-двигательного сегмента, в частности при дегенеративно-дистрофических заболеваниях шейного отдела позвоночника.

Изобретение относится к медицине, лучевой диагностике в травматологии и ортопедии и предназначено для исследования тканевых компонентов крупных суставов на разных стадиях асептического некроза, различного генеза.

Изобретение относится к медицине, а именно к ветеринарии, и предназначено для диагностики краниовертебральных патологий у карликовых пород собак. .

Изобретение относится к кардиологии, сердечно-сосудистой хирургии, функциональной диагностике и клинической электрофизиологии сердца. .
Изобретение относится к медицине, офтальмологии и может быть использовано для оценки состояния структур глазной орбиты и слезоотводящего аппарата больных с повреждениями и посттравматическими деформациями орбиты.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системам и способам корректировки рассеяния при формировании изображения с множеством рентгеновских трубок

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системам визуализации, используемым при хирургических операциях
Изобретение относится к медицине, а именно неврологии, нейрохирургии и лучевой диагностике, и может быть использовано для выбора тактики лечения при спондилоартрозе поясничного отдела позвоночника
Изобретение относится к медицине, а именно к лучевой диагностике и оториноларингологии, и может быть использовано для диагностики адгезивного среднего отита

Изобретение относится к медицинским системам формирования изображения

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системам визуализации в компьютерной томографии

Изобретение относится к компьютерной томографии

Изобретение относится к медицине, травматологии, ортопедии и лучевой диагностике, и предназначено для определения относительной минеральной плотности (ОМП) костного дистракционного регенерата (КДР)
Наверх