De inre organen och benen i vår kropp täcks av hud och andra vävnadsbarriärer och är därför inte synliga för blotta ögat. Termen "medicinsk bildbehandling" används för att hänvisa till tekniker som gör att vi kan se insidan av kroppen. Den här artikeln hjälper dig att förstå vad medicinsk bildbehandling är och hur den spelar en viktig roll i dagens patienthantering.
Diagnos är processen att identifiera en specifik sjukdom baserat på en noggrann undersökning av patienten. Tyvärr påverkar de flesta sjukdomar och tillstånd områden i kroppen som normalt inte är synliga för blotta ögat. Diagnostisk medicinsk bildbehandling kan bidra till diagnos genom att låta oss visualisera eventuella avvikelser som kan finnas i kroppen. Till exempel kan medicinsk bildbehandling hos en patient som har drabbats av ett trauma berätta om några ben är brutna eller har gått ur led.
Diagnostisk medicinsk bildbehandling förlitar sig på användning av "osynliga" vågor, såsom elektromagnetisk strålning, magnetfält eller ljudvågor. Att lära sig om dessa olika typer av vågor hjälper oss att förstå vad vetenskapen om medicinsk bildbehandling handlar om. Vågorna härrör vanligtvis från en källa placerad på ena sidan av kroppen, färdas genom kroppen (och genom intresseområdet) och träffar en detektor som är placerad på andra sidan av kroppen. Vågorna absorberas i olika grad av olika kroppsvävnader. På detta sätt utvecklar detektorn en bild som består av "skuggor" av olika kroppsvävnader. Tidigare former av medicinsk bildbehandling, såsom röntgenbilder, använde en fotodetektorplatta, vilket krävde filmframkallning före visualisering. Avancerad medicinsk bildbehandling idag gör det möjligt att ta bilder direkt via en detekterande kamera och bilderna kan visas digitalt på en bildskärm.
Även om en stor del av medicinsk bildbehandling huvudsakligen utförs av diagnostiska skäl, har den också flera andra tillämpningar. Några av de vanligaste tillämpningarna av medicinsk bildbehandling beskrivs nedan:
Direkt diagnos (Spot diagnosis): Som namnet antyder är detta den vanligaste tillämpningen av diagnostisk medicinsk bildbehandling. En bild kan med ett ögonkast berätta exakt vad som är fel med patienten. Vanliga röntgenbilder och datortomografi (CT) hjälper till att upptäcka frakturer, cystor, tumörer och avvikelser i skelettet.
Övervakning av sjukdomsförlopp: Diagnostisk medicinsk bildbehandling används ofta för att bestämma sjukdomsstadium och progression. Hos en patient med cancer kan en kontrastförstärkt CT eller en MR-undersökning användas för att bestämma det exakta sjukdomsstadiet, medan PET-undersökningar kan upptäcka eventuella metastaser. SPECT, en typ av skelettscintigrafi, har visat sig användbar för att övervaka progression vid Parkinsons sjukdom.
Behandlingsplanering: Medicinsk bildbehandling hjälper också till vid behandlingsplanering genom att låta kirurger bestämma storleken på en lesion och därmed operationens omfattning i förväg. Kirurger kan utföra virtuell kirurgi med hjälp av medicinsk bildbehandlingsteknik, antingen direkt i programvaran eller efter att ha importerat och skapat stereolitografiska modeller.
Utvärdering av behandlingens effekt: PET-undersökningar används ofta hos cancerpatienter som genomgår behandling för att kontrollera om behandlingsregimen har varit effektiv för att minska tumörens storlek. Kirurger använder också medicinsk bildbehandling under ett kirurgiskt ingrepp för att kontrollera om ben har justerats korrekt eller om implantat har placerats i rätt position. Bildbehandling kan göras för att bedöma den långsiktiga effekten av behandlingsprocedurer. Till exempel utförs volymetrisk analys av orbitainnehåll ofta sex månader efter ingreppet för att kontrollera om orbital reduktion och fixering efter trauma utfördes korrekt.
Åldersrelaterade beräkningar: Ålder kan ofta bestämmas genom att bedöma tillväxten av inre kroppsstrukturer. Till exempel bestäms fosterålder och gestationsålder ofta genom ett ultraljud. Vissa röntgenbilder, såsom handlovs- och tandröntgen, används ofta för att beräkna en patients ålder om den är okänd eller nödvändig för juridiska ändamål.
|
Cloud PACS och Online DICOM-visareLadda upp DICOM-bilder och kliniska dokument till PostDICOM-servrar. Lagra, visa, samarbeta och dela dina medicinska bildfiler. |
Det finns flera typer av diagnostisk medicinsk bildbehandling, beroende på den fysiska naturen hos de vågor som används och metoden för bildtagning. Det finns ingen enskild bildbehandlingsteknik som är överlägsen de andra eftersom var och en har sina egna fördelar och nackdelar. Baserat på dessa begränsningar har radiologer idag hittat en specifik "nisch" som passar bäst för varje bildbehandlingsmodalitet:
Som namnet antyder använder ultraljud ljudvågor för att ta medicinska bilder. Eftersom det inte involverar elektromagnetisk strålning är det förmodligen den säkraste formen av diagnostisk medicinsk bildbehandling. Ljudvågorna färdas från ultraljudsproben genom en ledande gel in i kroppen. Vågorna träffar sedan olika anatomiska strukturer inuti kroppen och studsar tillbaka. De fångas upp och omvandlas till bilder som kan visas på en bildskärm. En specialiserad form av ultraljud, kallad Doppler, gör att vi kan visualisera blodets rörelse i blodkärlen.
Röntgenbilder är den tidigaste formen av medicinsk diagnostisk bildbehandling. De används vanligtvis för att visualisera ben och har till stor del ersatts av mer avancerade medicinska bildsystem. Den traditionella röntgenbilden är dock fortfarande användbar i vissa kliniska situationer:
Mammografi: Detta är en röntgenbild av bröstet. Det används som ett screeningverktyg hos kvinnor för att upptäcka bröstcancer.
Genomlysning (Fluoroskopi): Denna teknik använder röntgen i kombination med ett kontrastmedel som antingen injiceras eller sväljs. Kontrastmedlets väg följs via röntgenbilder för att fastställa hinder, sår och andra patologiska processer.
I denna teknik ligger patienten i en CT-kammare (gantry), som innehåller både detektorn och källan. Källan och detektorn ligger mittemot varandra och färdas i en båge runt patienten och tar bilder seriellt. Bilder tas i snitt på några millimeter vardera och i tre olika axlar – vilket ger koronala, axiella och sagittala sektioner. Dessa sektioner kan sedan rekonstrueras för att bilda en tredimensionell bild. CT-bilder har mycket större detaljrikedom jämfört med traditionella röntgenbilder. CT-skanning ger dock en betydligt högre stråldos till kroppen.
Denna diagnostiska medicinska bildbehandlingsteknik använder radiovågor inom ett magnetfält. Människokroppen består till stor del av vatten. När de placeras i MRT-skannern (magnetkameran), anpassar vätejonerna i vattenmolekylerna sig efter fältet. När radiofrekvensvågor appliceras ändras denna inriktning och därefter återgår jonerna till sin ursprungliga position. Dessa förändringar i inriktning registreras och bearbetas för att skapa en bild. MRT är användbart för att visualisera mjukvävnadsstrukturer som muskler, senor och ledutrymmen. Även om det inte finns någon strålningsrisk kan MRT vara farligt för personer som har metallimplantat på grund av användningen av ett starkt magnetfält. Detta inkluderar patienter som har konstgjorda leder, pacemakrar eller andra typer av implantat.
Denna teknik involverar användning av radioaktiva molekyler som kallas "spårämnen". Spårämnena antingen sväljs eller injiceras i blodomloppet. Väl inne i kroppen tas spårämnen upp av specifika vävnader. Gammastrålningen som emitteras av dessa spårämnen fångas upp av en gammakamera och omvandlas till digitaliserade bilder. Spårämnen kan väljas baserat på intresseområdet. Till exempel kräver bildbehandling av sköldkörteln radioaktivt jod, eftersom denna förening företrädesvis tas upp av sköldkörtelceller. Skelettscintigrafi för infektionssjukdomar använder teknetium, gallium eller indium. Områden som tar upp materialet kommer att avge mer strålning och kommer att visas som "hot spots" på förvärvade bilder.
En speciell typ av nukleär bildbehandling är positronemissionstomografi (PET). Den kan använda en radioaktiv form av glukos. Glukos tas företrädesvis upp av celler som har en hög ämnesomsättning, såsom cancerceller. Således kan denna avancerade diagnostiska bildteknik hjälpa till att identifiera avlägsna metastaser hos cancerpatienter.
I takt med att medicinsk bildbehandling fortsätter att utvecklas hittar forskare sätt att förbättra diagnos och behandlingsplanering. Ett av de mest spännande områdena som för närvarande undersöks är tillämpningen av artificiell intelligens (AI) inom medicinsk bildbehandling. Artificiell intelligens är programvarors eller maskiners kapacitet att replikera kognitivt tänkande som uppvisas av människor. De kan därför hjälpa till med problemlösningsuppgifter. AI inom medicinsk bildbehandling kan flytta fram nya gränser både vad gäller diagnos av sjukdomar samt planering och övervakning av behandlingseffekt. Följande är några tillämpningar av AI inom medicinsk bildbehandling:
Identifiera snitt av intresse: En enda CT- eller MRT-undersökning av en patient kan generera bokstavligen hundratals bilder, eftersom varje snitt bara är några millimeter långt. För radiologen kan det vara en mycket tidskrävande process att gå igenom varje enskilt snitt för att upptäcka avvikelser. AI kan användas för att sålla igenom alla snitt och plocka upp endast de snitt som är av intresse för radiologen.
Detektera mindre avvikelser: Mycket små skillnader i färg eller kontrast kanske inte är synliga för blotta ögat. Dessa skillnader kan dock signalera en tidig debut av invasiv sjukdom. AI kan användas för att plocka upp även minimala skillnader, vilket bidrar till en diagnostisk noggrannhet som inte kan uppnås med manuella medel.
Hämta gamla journaler: AI kan gå igenom databaser för att hämta äldre bilder från patienters hälsojournaler. Dessa bilder kan användas för jämförelse med aktuella tagna bilder. Detta kan användas för att bedöma sjukdomsförlopp eller utvärdera effekten av behandling.
Storskalig screening: En ny tillämpning av AI inom medicinsk bildbehandling är storskalig medicinsk screening. En nyligen utvecklad AI-baserad applikation togs fram för att screena medicinska bilder över flera sjukhusdatabaser. AI tränades för att upptäcka ocklusion av stora kärl, ett tidigt tecken på stroke. Om detta fungerar kan applikationen varna patienten och strokespecialisten med prioritet. Det kommer att minska tiden till behandling, vilket avsevärt kan förbättra patientutfallet.
Förbereda diagnostiska rapporter: AI skulle kunna översätta avvikelser i färg och kontrast till faktiska diagnostiska fynd. Detta skulle kunna göras genom att mata in information baserad på tidigare falljournaler. Med hjälp av diagnostisk information kan AI också användas för att generera bildrapporter.
Medicinska bilder är trots allt bara bilder. Ju bättre kvalitet på en bild, desto mer information kan den ge. Med detta i åtanke släppte National Electrical Manufacturers Association (NEMA) ett standardformat av hög kvalitet för visning och lagring av medicinska bilder. DICOM, som står för Digital Imaging and Communications in Medicine, är globalt accepterat. Det kan inte nås av vanliga datorprogram. Speciella programvaror, kallade DICOM-visare, behövs för att visa och redigera moderna medicinska bilder.
Eftersom DICOM-baserade bilder är av hög kvalitet och flera bilder från en enda patientskanning kräver mycket lagringsutrymme, måste särskilda arrangemang göras för att lagra och hämta bilder i DICOM-formatet. Databasen och serversystemet som lagrar DICOM-bilder kallas för ett PACS (Picture Archiving and Communication System). I allmänhet har varje sjukhus sin egen interna PACS-server, och bilder som förvärvats från patienter på det sjukhuset ensamt lagras där. Nackdelen med detta är att patienter som byter sjukhus av olika skäl kanske inte kan komma åt tidigare bilder.
Introduktionen av molnbaserat PACS har gjort visning och åtkomst av DICOM-filer mycket enklare. Molnteknik gör att DICOM-filer kan lagras och bearbetas via internet. Dessa filer kan nås varifrån som helst, med vilken enhet som helst som har nödvändiga behörigheter och programvara. Det förenklar åtkomsten till en patients journaler från olika geografiska platser.
PostDICOM är en spännande, banbrytande programvara som möter de senaste kraven inom medicinsk bildbehandlingsteknik. Det är en smart DICOM-visare som inte bara hjälper dig att visa medicinska bilder, utan också erbjuder avancerade verktyg så att du kan extrahera maximal information ur varje bild. Dessa verktyg inkluderar tredimensionella och multiplanära rekonstruerade bilder, maximum- och minimumintensitetsprojektioner, samt bildfusion av två eller flera bildmodaliteter. PostDICOM är den enda DICOM-applikationen som tillåter molnbaserad bildvisning. Den är kompatibel med alla operativsystem, inklusive Windows, iOS, Linux och Android.
PostDICOM är till för dig att använda — så ge det ett försök idag! Du kan utöka lagringsutrymmet i molnet för en nominell avgift.
|
|
Cloud PACS och Online DICOM-visareLadda upp DICOM-bilder och kliniska dokument till PostDICOM-servrar. Lagra, visa, samarbeta och dela dina medicinska bildfiler. |
 - Created by PostDICOM.jpg)
