Medisinsk bildebehandlingsteknologi i dag og hvor den er på vei

Når du hører begrepet 'medisinsk imaging', det første bildet som kommer til hjernen er det av en røntgen, eller en røntgen som det er mer kjent. Mens røntgenbilder er den eldste og fremdeles den mest brukte metoden for medisinsk bildebehandling, det er så mye mer med dette spennende og innovative vitenskapsfeltet i dag. I denne artikkelen, Vi prøver å gjennomgå den nåværende situasjonen og de siste fremskrittene innen medisinsk bildebehandlingsteknologi, samt avgrense områder der det forventes store gjennombrudd i en ikke altfor fjern fremtid.

Begrepet 'medisinsk bildebehandlingsteknologi' har en bred definisjon og omfatter enhver teknikk som hjelper medisinsk fagpersonell å se det indre av kroppen eller områder som ikke er synlige for det blotte øye. Visualisering av disse strukturene kan hjelpe til med diagnostisering av sykdom, behandlingsplanlegging, behandling av henrettelse - for eksempel gjennom bildestyrt intervensjon, og overvåking og overvåking.

Det store omfanget av medisinsk diagnostisk bildebehandling - hva det innebærer

I dag, medisinsk bildebehandling er integrert i sykdomsdiagnose og -behandling. Den tidligste formen for diagnostisk medisinsk bildebehandling var røntgenenheten , introdusert av Roentgen i 1895. Siden da har radiografisk avbildning kommet langt, og tradisjonelle røntgenstråler erstattes raskt av computertomografi (CT), som kombinerer kraften til databehandling med røntgenbilder. CT-skannere tar bilder i tre forskjellige plan. CT-teknologien i seg selv har gjennomgått forfining gjennom årene. Tykkelsen på bildeskiver er redusert, og spiralen CT har ankommet, noe som dramatisk reduserer bildeinnsamlingstiden.

Magnetisk resonansavbildning (MR) dukket opp på slutten av det tjuende århundre, i en tid da bekymringene for strålingseksponering under medisinsk avbildning var på topp. Dette bildesystemet bruker naturlige magnetfelt for å skaffe bilder av indre kroppsstrukturer. Selv om MR-en i utgangspunktet hadde begrenset diagnostisk bruk, forbedringer i utstyret har gjort det mulig å bli den valgte bildemodaliteten for bløtvev og vaskulære strukturer. Nyere MR-maskiner er kompakte og åpne enheter som ikke lenger får pasienter til å føle seg klaustrofobiske.

Ultrasonografi er en annen bildemodalitet som ikke bruker stråling. Den bruker reflekterte lydbølger for å male et bilde av indre organer. En stor fordel med ultralyd er dens bærbarhet. Det har fått utbredt medisinsk anvendelse slik for nattbordsundersøkelser, studere vaskulære strukturer, og i fødselshjelp for å vurdere fosterets helse.

Andre avanserte medisinske avbildningsteknikker har utnyttet kraften til kjernefysiske radioisotoper. Positronemisjonstomografi(PET) gjør at radiomerkede molekyler, slik som glukose, kan tas opp av kroppsvev. De blir deretter oppdaget av sensorer, og distribusjonen deres gir ledetråder til diagnosen. Innføringen av kontrastmedier har ført til stedsspesifikk avbildning som CT-angiografi. Radiomerket materiale injiseres i blodet og vaskulære strukturer kan lett visualiseres. Dette bidrar til å identifisere vaskulære anomalier og blødere. Radiomerkede molekyler kan også tas opp av visse vev, noe som hjelper til med å begrense en diagnose. For eksempel brukes technetium-99 i beinskanning og jod-131 brukes til å studere skjoldbruskvev. Ofte kombineres to eller flere av de ovennevnte bildeteknikkene for å gi legen en klar ide om hva som skjer i pasientens kropp.

Hvordan medisinsk bildebehandlingsteknologi har utviklet seg gjennom årene

Medisinsk bildebehandlingsteknologi har utviklet seg med store sprang gjennom årene. Dette har ikke vært begrenset til modalitetene som bilder anskaffes gjennom. Det har vært en stadig økende vekt på etterbehandling og nyere mer avanserte måter å dele og lagre medisinske bilder på. Tanken her er å trekke ut maksimal nytte av eksisterende teknologier og spre den til flest mulig mennesker.

I riket av diagnostisk medisinsk bildebehandling, klinikere kan nå manipulere bilder for å få større innsikt og informasjon fra samme datasett.

Fremskritt innen lagring og henting av bildedata

Med de forskjellige typene bildebehandlingsenheter som brukes i dag og de unike dataene de produserer, integrering og enkel samarbeid er av største interesse for helseinstitusjoner og sluttbrukere. Nesten alle typer bilder i dag er anskaffet digitalt og består av enorme datafiler. En stor utvikling i denne forbindelse har vært introduksjonen av PACS (Picture Archiving and Communications System). Det er en plattform som muliggjør integrert lagring og visning av medisinske bilder fra forskjellige enheter og systemer. I PACS-serveren lagres bilder hovedsakelig i DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) format.

DICOM er en standard utviklet av American College of Radiologists. Alle bilder, inkludert CT-skanninger, MR, ultralyd og PET-skanninger, skal bare lagres, hentes og deles i DICOM-format. DICOM-formatet har pasientdetaljer innebygd i bildet for å minimere diagnostiske feil. En rekke DICOM-visningsapplikasjoner er tilgjengelige på markedet, og hver har et annet utvalg av funksjoner som hjelper klinikere i diagnose og behandlingsplanlegging.

Avanserte medisinske bildebehandlingsverktøy

Medisinsk 3D Imaging Technology

En annen avlegger av 3D-rekonstruksjon er multiplanar rekonstruksjon (MPR). MPR er prosessen med å skaffe nye stykker bilder fra den 3D-rekonstruerte modellen. De nye skivene er i fly annerledes enn for skivene som opprinnelig ble anskaffet. Dette blir spesielt nyttig når man sporer forløpet av store strukturer som aorta.

Intensitet anslag

Bildeprogramvare har i dag flere funksjoner som hjelper helsepersonell med å studere deres interesseområde i detalj. En slik funksjon er intensitetsprojeksjon. Klinikere kan velge å redigere bildet av et rekonstruert område ved å vise bare maksimum eller minimum CT-verdier. Disse kalles henholdsvis maksimal og minimal intensitetsprojeksjoner (MIP og MINIP). De øker kontrasten mellom interesseområdet og de omkringliggende normale vevene.

Ekte 3D-bildebehandling

3D-rekonstruksjonsteknologi er fremdeles ikke så presis som vi ønsker at den skal være, og noen leger foretrekker å gå gjennom flere 2D-seksjoner for å unngå feil. En interessant utvikling på dette området er 'True' 3D-bildebehandling. Dette innovative bildesystemet gjør det mulig for klinikere å se og samhandle med en virtuell kopi av et organ eller kroppsstruktur. Bildet vises i form av et hologram, og klinikere kan praktisk talt rotere strukturen, kutte tverrsnitt, og identifisere viktige anatomiske landemerker. Et slikt verktøy kan bli uunnværlig for planlegging av operasjoner i fremtiden.

Bilde Fusion

Et avansert medisinsk bildebehandlingsverktøy kalt bildefusjon er tilgjengelig i mange DICOM-applikasjoner. Det tillater sammenslåing av to eller flere bildedatasett til en enkelt fil. Dette kan kombinere fordelene med forskjellige bildemodaliteter. De hyppigste og mest nyttige bildefusjonsteknikkene er PET/CT og PET/MR bildefusjon, som kombinerer fordelene med PET-skanning, CT-skanning og MR. PET bidrar til å identifisere og lokalisere interesseområdet (vanligvis et ondartet eller betent område). CT gir utmerket anatomisk detalj av omfanget av lesjonen så vel som vevsplanene som er involvert. MR hjelper til med å oppnå bløtvevsoppløsning. Når det kombineres sammen, det er en bemerkelsesverdig økning i følsomheten og spesifisiteten til diagnostiske bildeundersøkelser.

Real-time bildebehandling

Tradisjonelt har det alltid vært forstått at det ville være et 'etterslep' mellom tidspunktet bildet er anskaffet og når det tolkes. Forsinkelsen kommer fra tiden det tar å behandle og forberede bildet, presentere det for radiologen, og deretter for radiologen å se hver del av bildet og bruke kunnskapen sin til å tolke det. Dette etterslepet kan påvirke kliniske utfall betydelig, spesielt i nødssituasjoner som traumer, der tiden er av essensen.

I dag, mange bildesystemer tilbyr 'sanntid' resultater, noe som betyr at forsinkelsen mellom bildeinnsamling og tolkning enten er minimal eller ingen i det hele tatt. Klinikere kan se bilder på en skjerm mens pasienten fremdeles er i bildeenheten. Dette kutter ikke bare etterslep, det har den ekstra fordelen av å se kroppssystemer på jobb i sanntid og derved vurdere deres funksjonelle integritet. For eksempel kan svelgefunksjonen til spiserøret evalueres på denne måten for mulige årsaker til dysfagi. På samme måte kan fosterbevegelser ses i sanntid med ultralyd. Kraften til bildebehandling i sanntid gjør det mulig for kirurger å ta beslutninger intraoperativt.

Et glimt inn i fremtiden for medisinsk bildebehandlingsteknologi

Kunstig intelligens

Kunstig intelligens (AI) refererer til maskinens evne til å simulere menneskelig intelligens. Dette gjelder hovedsakelig kognitive funksjoner, som læring og problemløsning. Innenfor medisinsk bildebehandling, AI kan trenes til å oppdage anomalier i menneskelig vev - og dermed hjelpe både i diagnostisering av sykdommer og overvåke behandlingen. Det er tre måter AI kan hjelpe radiologer på. AI kan sile gjennom enorme datasett med bilder og pasientinformasjon i overmenneskelige hastigheter. Dette kan fremskynde arbeidsflyter. For det andre kan AI trenes til å oppdage avvik som er for små til å bli skjelnet med det blotte øye. Dette kan forbedre diagnostisk nøyaktighet. For det tredje kan AI brukes til å hente tidligere avbildningsskanninger fra pasientens elektroniske journaler (EMR), og deretter sammenligne dem med pasientens siste skanningsresultater. Andre aspekter ved pasientens EMR, slik som enhver relevant medisinsk historie, kan også hentes og brukes til å lette diagnosen.

Flere selskaper har lykkes med å innlemme AI i bildesystemer, men ingen av dem er tilgjengelige for kommersiell bruk foreløpig. Et eksempel på AI-integrert medisinsk bildebehandlingsprogramvare er Viz, som forbedrer både deteksjon og tid til behandling hos pasienter med store fartøyhindringer (LVOer). Programvaren er i stand til å screene flere bilder på tvers av flere sykehusdatabaser for LVOer. Hvis en LVO oppdages, kan programvaren varsle både hjerneslagspesialisten og pasientens primærlege for å sikre at pasienten får rask behandling. For en tidsbundet sykdom som hjerneslag, Dette har effekten av å forbedre resultatene sterkt og redusere kostnadsbelastningen på helsevesenet.

Skybaserte programmer

Både den raske fremgangen innen bildebehandlingsteknologi og den allestedsnærværende bruken av medisinske bilder i helsevesenet har resultert i at det haster med å finne innovative måter å lagre og dele medisinske bildedata på. Mot dette bakteppet, skyteknologi har dukket opp som en av de ledende determinantene for fremtiden for medisinsk bildebehandlingsteknologi. Skyteknologi muliggjør lagring og deling av data uavhengig av geografisk beliggenhet ved hjelp av internett. Skybaserte medisinske bildebehandlingsprogrammer letter lagring og henting av bildefiler i DICOM-formatet. De øker effektiviteten og reduserer kostnadene. Helsepersonell kan samarbeide om medisinske bildedata fra hele verden. Sluttresultatet er bedre helseutfall for pasienter.

Skybaserte applikasjoner forbedrer også «blockchain» -prosessen . En 'blockchain', for å si det enkelt, er tillegg av en ny digital plate til en gammel, akkurat som å legge til en ny lenke til en eksisterende fysisk kjede. Bilder som er tilgjengelige på skyen kan legges til i en blockchain, som deretter gjør pasientens medisinske informasjon tilgjengelig for enhver lege hvor som helst rundt om i verden.

PostDiCom - i forkant av medisinsk bildebehandlingsteknologi

PostDiCom kombinerer det beste av det siste innen medisinsk bildebehandlingsteknologi. Det er en av bare noen få skybaserte DICOM-visningsapplikasjoner der ute. DICOM-filene som er lagret på skyen PACS-serveren er sikret med SSL-kryptering. PostDICOM inkorporerer medisinsk 3D-bildebehandlingsteknologi og tilbyr avanserte bildemanipulasjonsfunksjoner, inkludert multiplanar rekonstruksjon, intensitetsprojeksjon (maksimum, gjennomsnitt og minimum) og bildefusjon. Kliniske dokumenter kan også lagres og vises med søknaden. Den er kompatibel med alle større operativsystemer (Windows, Mac OS, Linus), og kan nås fra bærbare datamaskiner, nettbrett og smarttelefoner. Best av alt, for grunnleggende brukere, er det helt gratis å prøve skylagringsplass.