Medisinsk bildebehandling er et av de raskest voksende områdene innen helsevesenet. I løpet av de siste tiårene, det har utviklet seg til å omfatte flere bildemodaliteter inkludert CT-skanninger, MR, ultralyd, og nukleærmedisin, for å nevne noen. Sammen med fremskritt innen maskinvare og enheter som brukes til å generere medisinske bilder, har det blitt gjort store fremskritt med de forskjellige typene programvare som håndterer disse bildene.
Innføringen av DICOM-standarden (Digital Imaging and Communications in Medicine) har bidratt til å sikre at kvaliteten på medisinske bilder opprettholdes på et høyt nivå. Anskaffelse, lagring, henting og deling av medisinske bilder kan bare gjøres i DICOM-formatet. Hvert sykehus må ha en dedikert DICOM-arbeidsstasjon. Med bruk av PACS (Picture Archiving and Communications System), som er et virtuelt holdeområde for digitale DICOM-bilder, har lagring og henting av slike bilder strømlinjeformet.
Markedet er oversvømmet med forskjellige typer medisinsk bildebehandlingsprogramvare for visning av DICOM-bilder. Dette inkluderer gratis medisinsk bildebehandlingsprogramvare samt premium programvare som kan tilby mer avanserte funksjoner. Som radiologer blir vant til den nyeste medisinske bildebehandlingsprogramvaren for visning og lagring av bilder, produsenter retter oppmerksomheten mot andre områder av bildebehandlingsflyten, identifisere problemer som må løses og se om de kan komme med innovative løsninger for det samme. I denne artikkelen, vi gjennomgår de forskjellige typene medisinsk bildebehandlingsprogramvare som er designet for å gjøre mer enn bare å se DICOM medisinske bilder.
All programvare som kan 'analysere' data som er hentet fra medisinske bilder, blir referert til som medisinsk bildeanalyseprogramvare. Analyse kan ha form av å hjelpe diagnosen, sammenligne bilder mellom pasienter eller i samme pasient på forskjellige tidspunkter for å vurdere sykdommens fremgang, og evaluere prognose. I forbindelse med forbedringen i bildeteknologi, det gjøres store fremskritt med hensyn til den analytiske evnen til medisinsk bildebehandlingsprogramvare, i arbeidet med å lage programvare som er i stand til uavhengig å oppdage kliniske anomalier i medisinske bilder.
Analyse er vanligvis en kognitiv funksjon som utføres av radiologen eller legen som ser på det medisinske bildet. Med fremskritt innen helsetjenester, antall skanninger som blir bedt om for pasienter har steget i været. Medisinske skanneutganger i dag er tilgjengelige mer detaljert og i flere seksjoner, fører til et større antall bilder som trenger undersøkelse. Tolkning av så mange bilder av en radiolog krever ikke bare enorm dyktighet, det er også tidkrevende og utmattende. Mens arbeidsmengden for radiologer har mangedoblet seg med årene, har veksten i antall trente radiologer bare speilet halvparten av økningen i arbeidsmengden. Resultatet er en akutt mangel på menneskelige ressurser innenfor rammen av arbeidsmengde for radiologi. En foreslått løsning på dette problemet er bruken av maskiner for å tolke medisinske bilder og oppdage anomalier.
Programvare for medisinsk bildeanalyse bruker dyplæringsalgoritmer for å lese og evaluere bilder. Den er i stand til å sile gjennom hundrevis av bilder om gangen, og kan derfor håndtere store arbeidsbelastninger. Det kan trenes til å 'flagge' bilder med mistenkelige funn, som kan fremskynde prosesser for radiologer i den forstand at de ikke trenger å gå gjennom alle bildene og bare fokusere på de som er flagget.
Aidoc: Aidoc, et Tel Aviv-basert selskap, har utviklet medisinsk bildeanalyseprogramvare som gir diagnostisk støtte for CT-skanninger i hele kroppen. Søknaden analyserer CT-skanninger av hode, nakke, bryst og mage, og er i stand til å oppdage visuelle abnormiteter på høyt nivå. En casestudie utført av selskapet demonstrerte at bruk av Aidoc reduserte rapportens behandlingstid betydelig, spesielt for skanninger av hodet og nakken.
Arterys: Arterys er et San Francisco-basert selskap som kombinerer dyplærende AI-algoritmer med cloud computing. Programvaren for medisinsk bildeanalyse har vist seg å øke hastigheten og nøyaktigheten av analysen. Opprinnelig utviklet for hjerte MR, Arterys har nå utviklet lignende applikasjoner for lever MR, lunge MR og mammogrammer, og hjelper til med å identifisere patologiske lesjoner i disse regionene.
På slutten av dagen, programvare for medisinsk bildeanalyse er like god som datamaskinalgoritmene den er bygget på. En datamaskin ser ikke' ting og kan ikke tenke, og produksjonen er basert på en serie tall og algoritmer. Resultatene som genereres er derfor basert på algoritmene som den er programmert med. Det er derfor god plass til feil her, da teknologien fremdeles er begynnende. Mens medisinsk bildeanalyseprogramvare absolutt kan redusere radiologens arbeidsmengde, er den ikke klar ennå til å erstatte radiologen helt. Det er fremdeles i sin spede begynnelse og brukes ikke så ofte som det mindre automatiserte motstykket, den medisinske bildebehandlingsprogramvaren.
|
Cloud PACS og online DICOM ViewerLast opp DICOM-bilder og kliniske dokumenter til PostDICOM-servere. Lagre, vis, samarbeid, og del dine medisinske bildefiler. |
Medisinsk bildebehandlingsprogramvare forvandler i hovedsak bilder etter at de er anskaffet. Mens noen grupper anser medisinsk bildebehandlingsprogramvare for å være en del av medisinsk bildeanalyseprogramvare, det gjør ikke mye for å analysere bilder. Likevel gjør behandlingen jobben med manuell analyse lettere for radiologen. Medisinsk bildebehandling er av tre typer - bildesegmentering, bilderegistrering, og bildevisualisering.
Segmentering refererer til prosessen med å dele et enkelt bilde i små deler eller segmenter. Ideelt sett må disse segmentene være meningsfylte, det vil si at hvert segment skal skildre en annen struktur eller organ.
Medisinsk bildesegmenteringsprogramvare er i stand til å utføre følgende funksjoner:
Finneregionen av interesse: Programvaren kan identifisere abnormiteter i regionen av interesse, inkludert svulster, knuter og andre patologier.
Kresneanatomiske grenser: Segmenteringsprogramvare kan identifisere grensene for kroppsstrukturer som blodkar.
Målevolumer: Medisinsk bildesegmenteringsprogramvare kan brukes til å beregne volumene av spesifikke strukturer som anatomiske hulrom eller svulster. Det er spesielt nyttig å overvåke endringer i tumorstørrelse i løpet av behandlingen.
Bilderegistrering er en prosess som gjør at bilder kan justeres på riktig måte. I denne teknikken er datamaskinen kjent med en serie «mål» -bilder. Når det blir matet et nytt bilde, dette nye «kildebildet» blir transformert til å bli likt i innretting til målbildet. Bilderegistrering kan oppnås ved hjelp av tre metoder - transformasjonsmodeller, likhetsfunksjoner, og optimaliseringsprosedyrer.
Anvendelser av bilderegistrering gjennom medisinsk bildebehandlingsprogramvare:
Bildefusjon: I bildefusjonkan medisinske bildedata som kommer fra forskjellige kilder smeltes sammen til et enkelt datasett. Dette er ekstremt nyttig for å forstå hvordan anatomi korrelerer med funksjonelle prosesser. For eksempel gir CT-skanninger strukturell informasjon, mens PET-skanninger gir metabolsk informasjon. Ved hjelp av bildefusjon, begge settene med informasjon kan fås gjennom et enkelt datasett.
Studererendringer over tid: Bilderegistrering kan brukes til å sammenligne en serie bilder over tid. Dette er nyttig for å vurdere endringer i samme bildebehandling, for eksempel hjertebevegelser eller respiratorisk funksjon. Det kan også brukes på langsiktige endringer, for eksempel å overvåke utviklingen av en sykdom over noen år.
Karakterisereranatomiske trekk: Bilderegistrering kan også sammenligne bilder mellom forskjellige fag i en populasjon. Dette kan brukes til å karakterisere anatomiske trekk i en gitt populasjon.
Intervensjonsprosedyrer: Datastøttet kirurgi er mulig med bilderegistrering. Ved å bruke den preoperative CT-skanningen eller MR-bildet til den intraoperative innstillingen, blir bildestyrt kirurgi mulig.
Programvare for medisinsk bildevisualisering endrer måten det originale datasettet kan vises på. Dette gir mulighet for analyse fra forskjellige synsvinkler. Visualisering er egentlig prosessen med å utforske data, transformere det om nødvendig, og deretter se det med større dybde og klarhet i forhold til det originale datasettet. Det er flere etterbehandlingsteknikker som gir mulighet for medisinsk bildevisualisering.
Anvendelser av bildevisualisering gjennom medisinsk bildebehandlingsprogramvare:
3D-rekonstruksjon: 3D medisinsk bildebehandlingsprogramvare er nesten alltid innebygd i vanlige medisinske bildebehandlingsprogrammer.3D-rekonstruksjon innebærer tillegg av alle seksjonene som er anskaffet i et enkelt datasett og kombinere dem til et enkelt bilde. Dette gjør det mulig for operatører å enkelt tolke abnormiteter ettersom det er bedre anatomisk orientering sammenlignet med individuelle seksjoner. 3D medisinsk bildebehandlingsprogramvare hjelper også med raskere identifisering av abnormiteter. Større detaljer kan deretter visualiseres med 2D-visualisering om nødvendig.
2D-visualisering: Dette er en invers av 3D-rekonstruksjonsteknikken. Den kan brukes til å enten vise de originale bildedataene fra 3D- eller 4D-rekonstruksjoner, eller den kan brukes til å vise forskjellige seksjoner fra det opprinnelige datasettet. Et eksempel på 2D-visualisering er multiplanar reformatering, som gjør det mulig å lage nye seksjoner fra 3D- og 4D-rekonstruksjoner, på fly som er forskjellige fra de opprinnelige planene. MPR finner anvendelse i visualisering av krøllete strukturer, inkludert spinalkanalen og blodkarene. De fleste typer 3D medisinsk bildebehandlingsprogramvare tillater også MPR.
Samtidig økning i antall pasienter som gjennomgår diagnostisk medisinsk bildebehandling og kvaliteten på medisinske bilder som anskaffes, som betyr enorme datafiler, har ført til at enorme mengder datasett håndteres av helsesentre og sykehus. Lagring, henting og håndtering av dette enorme volumet av bildedata kan være en utfordring i seg selv. Medisinsk bildebehandlingsprogramvare gjør denne prosessen enklere ved å organisere og integrere slike datasett.
Medisinsk bildebehandlingsprogramvare består av en PACS-server som kan integreres med en vanlig DICOM-arbeidsstasjon. En standard programvare for medisinsk bildebehandling bør ha følgende funksjoner:
Erstatter fysisk arkivering ved å lagre alle medisinske bildedatasett digitalt på en organisert måte.
Gir radiologer tilgang til medisinske bildedata fra et hvilket som helst geografisk sted, og lar flere brukere se data samtidig på forskjellige systemer.
Tillater eksport av bilder til andre filformater, slik at de kan brukes til undervisning, læring eller for å spre bilder gjennom publikasjoner og nettsteder.
Tillater integrering av medisinske bildedata med pasientdata i andre poster, for eksempel elektronisk helsejournal, helseinformasjonssystem og radiologiinformasjonssystem (RIS).
En stor ulempe med medisinsk bildebehandling er strålingseksponering. Måling av stråledosen som er involvert under skanningsanskaffelse er nå mulig med sporingsprogramvare.
Med den økende bruken av CT-styrt diagnose og intervensjon, inkludert nukleærmedisinbaserte skanninger og angiografi, det har vært en jevn økning i både pasient- og legeeksponering for stråling. Lovpålagte organer har notert dette og gjort det obligatorisk å spore mengden stråling som pasientene mottar og legge inn dette i helseregistrene. Det er også nødvendig å spore mengden stråling som leger blir utsatt for i løpet av arbeidet.
For å hjelpe til med dosesporing har flere utviklere av medisinsk bildebehandlingsprogramvare kommet med løsninger. For eksempel tilbyr GE et program som heter DoseWatch. Den sporer stråledosen som administreres til pasienter ved en gitt institusjon. Dataene kan klassifiseres i henhold til den enkelte anordning, protokollen eller operatøren slik at det blir lett å identifisere doseavvikere. Andre applikasjoner som Sectra tilbyr nettbasert dosesporing. Sectra er sertifisert av American College of Radiologists og kan sende dosedata fra et sykehus direkte til deres doseindeksregister.
PostDiCom integrerer de medisinske bildebehandlingsfunksjonene som vi har beskrevet ovenfor i ett funksjonspakket program. Det er sofistikert medisinsk bildebehandlingsprogramvare som tillater skybasert lagring og henting av medisinske bilder. PostDICOM er kompatibel med flere operativsystemer, inkludert Windows, Linux, Mac OS og Android. Denne gratis medisinske bildebehandlingsprogramvaren tilbyr avanserte visualiseringsalternativer og er integrert med medisinsk bildesegmenteringsprogramvare. Ekstra lagring kan kjøpes til en nominell pris. Besøk postdicom.com for å lære mer om denne praktiske programvaren.
|
|
Cloud PACS og online DICOM ViewerLast opp DICOM-bilder og kliniske dokumenter til PostDICOM-servere. Lagre, vis, samarbeid, og del dine medisinske bildefiler. |
.jpg)
