Obrazowanie medyczne jest jednym z najszybciej rozwijających się obszarów opieki zdrowotnej. W ciągu ostatnich kilku dekad, ewoluował i obejmuje wiele metod obrazowania, w tym tomografii komputerowej, MRI, ultradźwięk, i medycyny nuklearnej, żeby wymienić tylko kilka. Wraz z postępem w sprzęcie i urządzeniach używanych do generowania obrazów medycznych, poczyniono ogromny postęp w różnych typach oprogramowania obsługującego te obrazy.
Wprowadzenie standardu DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) pomogło zapewnić utrzymanie jakości obrazów medycznych na wysokim poziomie. Pozyskiwanie, przechowywanie, pobieranie i udostępnianie obrazów medycznych może odbywać się tylko w formacie DICOM. Każdy szpital musi mieć dedykowaną stację roboczą DICOM. Wraz z pojawieniem się PACS (Picture Archiving and Communications System), który jest wirtualnym obszarem przechowywania cyfrowych obrazów DICOM, przechowywanie i pobieranie takich obrazów zostało usprawnione.
Rynek jest zalany różnymi rodzajami oprogramowania do obrazowania medycznego do przeglądania obrazów DICOM. Obejmuje to bezpłatne oprogramowanie do obrazowania medycznego, a także oprogramowanie premium, które może oferować bardziej zaawansowane funkcje. Gdy radiolodzy przyzwyczajają się do najnowszego oprogramowania do obrazowania medycznego do przeglądania i przechowywania obrazów, producenci zwracają uwagę na inne obszary przepływu pracy obrazowania, identyfikując problemy, które należy rozwiązać i sprawdzając, czy mogą wymyślić innowacyjne rozwiązania dla tego samego. W tym artykule dokonujemy przeglądu różnych typów oprogramowania do obrazowania medycznego, które zostały zaprojektowane tak, aby robić więcej niż tylko przeglądanie obrazów medycznych DICOM.
Każde oprogramowanie, które może „analizować” dane uzyskane z obrazów medycznych, jest określane jako oprogramowanie do analizy obrazu medycznego. Analiza może przybrać formę wspomagania diagnozy, porównywanie obrazów między pacjentami lub w obrębie tego samego pacjenta w różnych punktach czasowych w celu oceny postępu choroby, i ocena rokowania. W połączeniu z ulepszeniem technologii obrazowania, poczyniono wielkie postępy w zakresie zdolności analitycznej oprogramowania do obrazowania medycznego, w celu stworzenia oprogramowania zdolnego do samodzielnego wykrywania anomalii klinicznych na obrazach medycznych.
Analiza jest zwykle funkcją poznawczą wykonywaną przez radiologa lub lekarza, który ogląda obraz medyczny. Wraz z postępem w opiece zdrowotnej, liczba żądanych skanów dla pacjentów gwałtownie wzrosła. Wyniki skanowania medycznego są obecnie dostępne bardziej szczegółowo i w wielu sekcjach, co prowadzi do większej liczby obrazów wymagających zbadania. Interpretacja tak wielu obrazów przez radiologa nie tylko wymaga ogromnych umiejętności, jest również czasochłonna i wyczerpująca. Podczas gdy obciążenie pracą radiologów zwielokrotniało się na przestrzeni lat, wzrost liczby wyszkolonych radiologów odzwierciedlał tylko połowę wzrostu obciążenia pracą. Rezultatem jest dotkliwy niedobór zasobów ludzkich w kontekście obciążenia pracą radiologiczną. Proponowanym rozwiązaniem tego problemu jest wykorzystanie maszyn do interpretacji obrazów medycznych i wykrywania anomalii.
Oprogramowanie do analizy obrazu medycznego wykorzystuje algorytmy głębokiego uczenia do odczytu i oceny obrazów. Jest w stanie przesiewać setki obrazów naraz, a zatem może obsługiwać duże obciążenia. Można go wyszkolić, aby „oznaczać” obrazy podejrzanymi odkryciami, które mogą przyspieszyć procesy dla radiologów w tym sensie, że nie muszą oni przeglądać wszystkich obrazów i skupiać się na tych, które są oznaczone.
Aidoc: Aidoc, firma z siedzibą w Tel Awiwie, opracowała oprogramowanie do analizy obrazu medycznego, które zapewnia wsparcie diagnostyczne dla tomografii komputerowej całego ciała. Aplikacja analizuje tomografię komputerową głowy, szyi, klatki piersiowej i brzucha oraz jest w stanie wykryć nieprawidłowości wzroku na wysokim poziomie. Jedno studium przypadku przeprowadzone przez firmę wykazało, że użycie Aidoc znacznie skróciło czas realizacji raportu, szczególnie w przypadku skanów głowa i szyja.
Arterys: Arterys to firma z siedzibą w San Francisco, która łączy algorytmy głębokiego uczenia AI z przetwarzaniem w chmurze. Wykazano, że oprogramowanie do analizy obrazu medycznego zwiększa szybkość i dokładność analizy. Początkowo opracowany dla MRI serca, Arterys opracował teraz podobne zastosowania do MRI wątroby, MRI płuc i mammografii, i pomaga zidentyfikować patologiczne zmiany w tych regionach.
Pod koniec dnia, oprogramowanie do analizy obrazu medycznego jest tak dobre, jak algorytmy komputerowe, na których jest zbudowany. Komputer nie „widzi” rzeczy i nie może myśleć, a jego wyjście opiera się na szeregu liczb i algorytmów. Wygenerowane wyniki są zatem oparte na algorytmach, za pomocą których został zaprogramowany. Dlatego jest tu dużo miejsca na błędy, ponieważ technologia wciąż się rodzi. Podczas gdy oprogramowanie do analizy obrazowania medycznego z pewnością może zmniejszyć obciążenie pracą radiologa, nie jest jeszcze gotowy, aby całkowicie zastąpić radiologa. Jest jeszcze w powijakach i nie jest używany tak często, jak jego mniej zautomatyzowany odpowiednik, oprogramowanie do przetwarzania obrazu medycznego.
|
Cloud PACS i Online DICOM ViewerPrzesyłaj obrazy DICOM i dokumenty kliniczne na serwery PostDICOM. Przechowuj, przeglądaj, współpracuj i udostępniaj swoje pliki obrazowania medycznego. |
Oprogramowanie do przetwarzania obrazu medycznego w istocie przekształca obrazy po ich nabyciu. Podczas gdy niektóre grupy uważają oprogramowanie do przetwarzania obrazu medycznego za część oprogramowania do analizy obrazu medycznego, nie robi wiele do analizy obrazów. Niemniej jednak przetwarzanie ułatwia wykonywanie ręcznej analizy dla radiologa. Medyczne przetwarzanie obrazu składa się z trzech typów: segmentacji obrazu, rejestracji obrazu i wizualizacji obrazu.
Segmentacja odnosi się do procesu dzielenia pojedynczego obrazu na małe części lub segmenty. Idealnie, te segmenty muszą być znaczące, to znaczy każdy segment powinien przedstawiać inną strukturę lub narząd.
Oprogramowanie do segmentacji obrazów medycznych może wykonywać następujące funkcje:
Lokalizowanieobszaru zainteresowania: Oprogramowanie może identyfikować nieprawidłowości w obszarze zainteresowania, w tym guzy, guzki i inne patologie.
Rozpoznawaniegranic anatomicznych: Oprogramowanie do segmentacji może identyfikować granice struktur ciała, takich jak naczynia krwionośne.
Pomiarobjętości: Oprogramowanie do segmentacji obrazów medycznych może być używane do obliczania objętości określonych struktur, takich jak wnęki anatomiczne lub guzy. Szczególnie przydatne jest monitorowanie zmian wielkości guza w trakcie leczenia.
Rejestracja obrazu to proces, który umożliwia wyrównanie obrazów we właściwy sposób. W tej technice komputer jest zaznajomiony z serią obrazów „docelowych”. Kiedy jest karmiony nowym obrazem, ten nowy „źródłowy” obraz jest przekształcany tak, aby stał się podobny w wyrównaniu do obrazu docelowego. Rejestrację obrazu można uzyskać za pomocą trzech metod - modeli transformacji, funkcji podobieństwa i procedur optymalizacji.
Zastosowania rejestracji obrazu za pomocą oprogramowania do przetwarzania obrazu medycznego:
Fuzjaobrazu: W fuzjiobrazu, medyczne dane obrazu pochodzące z różnych źródeł mogą być połączone razem w jeden zbiór danych. Jest to niezwykle przydatne w zrozumieniu, w jaki sposób anatomia koreluje z procesami funkcjonalnymi. Na przykład skany CT dostarczają informacji strukturalnych, podczas gdy skany PET dostarczają informacji metabolicznych. Korzystanie z fuzji obrazu, oba zestawy informacji można uzyskać za pomocą jednego zestawu danych.
Badaniezmian w czasie: Rejestracja obrazu może posłużyć do porównania serii obrazów w czasie. Jest to przydatne do oceny zmian w ramach tej samej sesji obrazowej, takich jak ruchy serca lub czynność oddechowa. Może być również stosowany do długoterminowych zmian, takich jak monitorowanie postępu choroby w ciągu kilku lat.
Charakterystykacech anatomicznych: Rejestracja obrazu może również porównywać obrazy różnych podmiotów w populacji. Można to wykorzystać do scharakteryzowania cech anatomicznych w danej populacji.
Proceduryinterwencyjne: Operacja wspomagana komputerowo jest możliwa dzięki rejestracji obrazu. Poprzez zastosowanie przedoperacyjnego tomografii komputerowej lub obrazu MRI do ustawienia śródoperacyjnego, możliwa staje się operacja sterowana obrazem.
Oprogramowanie do wizualizacji obrazów medycznych zmienia sposób przeglądania oryginalnego zestawu danych. Pozwala to na analizę z różnych punktów widzenia. Wizualizacja jest zasadniczo procesem eksploracji danych, przekształcanie go w razie potrzeby, a następnie przeglądanie go z większą głębią i przejrzystością w porównaniu z oryginalnym zestawem danych. Istnieje kilka technik przetwarzania końcowego, które pozwalają na wizualizację obrazu medycznego.
Zastosowania wizualizacji obrazu za pomocą oprogramowania do przetwarzania obrazu medycznego:
Rekonstrukcja3D: Oprogramowanie do obrazowania medycznego 3D jest prawie zawsze wbudowane w regularne programy do przetwarzania obrazu medyczne. rekonstrukcja 3D polega na dodaniu wszystkich sekcji nabytych w jednym zbiorze danych i łączenie ich w jeden obraz. Pozwala to operatorom łatwo interpretować nieprawidłowości, ponieważ istnieje lepsza orientacja anatomiczna w porównaniu z poszczególnymi sekcjami. Oprogramowanie do obrazowania medycznego 3D pomaga również w szybszej identyfikacji nieprawidłowości. W razie potrzeby można wizualizować większą szczegółowość za pomocą wizualizacji 2D.
Wizualizacja2D: Jest to odwrotność techniki rekonstrukcji 3D. Może być używany do wyświetlania oryginalnych danych obrazowania z rekonstrukcji 3D lub 4D, lub może być używany do przeglądania różnych sekcji z oryginalnego zestawu danych. Przykładem wizualizacji 2D jest wielopłaszczyznowe formatowanie, które umożliwia tworzenie nowych przekrojów z rekonstrukcji 3D i 4D na płaszczyznach różniących się od pierwotnych płaszczyzn. MPR znajduje zastosowanie w wizualizacji struktur krzywoliniowych, w tym kanału kręgowego i naczyń krwionośnych. Większość rodzajów oprogramowania do obrazowania medycznego 3D pozwala również na MPR.
Jednoczesny wzrost liczby pacjentów poddawanych diagnostycznemu obrazowaniu medycznemu i jakości pozyskiwanych obrazów medycznych, co oznacza ogromne pliki danych, doprowadziło do ogromnej ilości zbiorów danych obsługiwanych przez ośrodki opieki zdrowotnej i szpitale. Przechowywanie, pobieranie i obsługa tej ogromnej ilości danych obrazowych może być wyzwaniem samym w sobie. Oprogramowanie do zarządzania obrazami medycznymi ułatwia ten proces, organizując i integrując takie zbiory danych.
Oprogramowanie do zarządzania obrazami medycznymi składa się z serwera PACS , który można zintegrować ze zwykłą stacją roboczą DICOM. Standardowe oprogramowanie do zarządzania obrazami medycznymi powinno mieć następujące funkcje:
Zastępuje fizyczną archiwizację, przechowując wszystkie zbiory danych medycznych cyfrowo w zorganizowany sposób.
Umożliwia radiologom dostęp do danych obrazowania medycznego z dowolnego położenia geograficznego, i umożliwia wielu użytkownikom przeglądanie danych w tym samym czasie w różnych systemach.
Umożliwia eksportowanie obrazów do innych formatów plików, dzięki czemu mogą być używane do nauczania, uczenia się lub rozpowszechniania obrazów za pośrednictwem publikacji i stron internetowych.
Umożliwia integrację danych obrazu medycznego z danymi pacjenta w innych dokumentach, takich jak elektroniczna dokumentacja zdrowia, system informacji zdrowotnej i system informacji radiologicznej (RIS).
Głównym minusem obrazowania medycznego jest ekspozycja na promieniowanie. Pomiar dawki promieniowania podczas akwizycji skanowania jest teraz możliwy za pomocą oprogramowania śledzącego.
Wraz z rosnącym zastosowaniem diagnostyki i interwencji kierowanej CT, w tym skany oparte na medycynie nuklearnej i angiografii, obserwuje się stały wzrost narażenia na promieniowanie zarówno pacjenta, jak i lekarza. Organy statutowe zauważyły to i zobowiązały do śledzenia ilości promieniowania otrzymywanego przez pacjentów i wpisywania tego do swojej dokumentacji medycznej. Wymagane jest również śledzenie ilości promieniowania, na które narażeni są lekarze w trakcie ich pracy.
Aby pomóc w śledzeniu dawki, kilku twórców oprogramowania do zarządzania obrazem medycznego wymyśliło rozwiązania. Na przykład GE oferuje program o nazwie DoseWatch. Śledzi dawkę promieniowania podawaną pacjentom w danej placówce. Dane można sklasyfikować według indywidualnego urządzenia, protokołu lub operatora, aby łatwo było zidentyfikować wartości odstające dawki. Inne aplikacje, takie jak Sectra, oferują internetowe śledzenie dawki. Sectra jest certyfikowana przez American College of Radiologists i może przesyłać dane dotyczące dawek ze szpitala bezpośrednio do rejestru wskaźnika dawki.
PostDICOM integruje funkcje oprogramowania do obrazowania medycznego, które opisaliśmy powyżej, w jeden pełen funkcji program. Jest to zaawansowane oprogramowanie do zarządzania obrazami medycznymi, które umożliwia przechowywanie i pobieranie obrazów medycznych w chmurze. PostDICOM jest kompatybilny z wieloma systemami operacyjnymi, w tym Windows, Linux, Mac OS i Android. To bezpłatne oprogramowanie do obrazowania medycznego oferuje zaawansowane opcje wizualizacji i jest zintegrowane z oprogramowaniem do segmentacji obrazu medycznego. Dodatkowe miejsce do przechowywania można kupić za nominalną cenę. Odwiedź postdicom.com , aby dowiedzieć się więcej o tym poręcznym oprogramowaniu.
|
|
Cloud PACS i Online DICOM ViewerPrzesyłaj obrazy DICOM i dokumenty kliniczne na serwery PostDICOM. Przechowuj, przeglądaj, współpracuj i udostępniaj swoje pliki obrazowania medycznego. |
.jpg)
