Реферат за темою кваліфікаційної роботи магістра
"Розробка СКСППР по лікуванню сечокам'яної хвороби"

Зміст:
Вступ
1. Мета і завдання
2. Актуальність теми роботи
3. Передбачувана наукова новизна
4. Плановані практичні результати
5. Огляд досліджень і розробок по темі:
   - огляд існуючих методів обробки зображень
   - огляд існуючих моделей литотриптеров
6. Короткий виклад суті планованої СППР, зокрема підпрограми для визначення геометричних розмірів каменю.

Вступ
   Літотрипсія - метод дроблення каменів в нирках, сечоводах і сечовому міхурі, що є реальною альтернативою хірургічному втручанню. Нині літотрипсія представлена двома основними напрямами:
   • Дистанційною ударно-волновой літотрипсією
   • Контактною літотрипсією
Дистанційна літотрипсія дозволяє неінвазивно дробити камені нирок і сечоводу. Сучасні прилади - літотриптори дозволяють ефективно руйнувати камені з мінімальною травмуючою дією на навколишні тканини. Проте, в певних ситуаціях застосування дистанційної літотрипсії не ефективне:
   • Наявність звуження нижче місця локалізації каменю
   • Камені сечовідного сегменту з ознаками розвитку пієлонефриту
   • Камені сечового міхура
   Іноді доводиться прибігати до повторних сеансів літотрипсії у зв'язку з відсутністю повної фрагментації у виведення каменю. Проте, як правило, достатнім виявляється проведення одного сеансу літотрипсії.
Контактна літотрипсія використовується нині в основному для дроблення каменів сечоводу і сечового міхура. При цьому літотриптор підводиться через уретру, сечовий міхур і сечовід безпосередньо до каменю. Ефективність контактної літотрипсії при конкрементах вказаної локалізації вища, в порівнянні з дистанційним методом. Проте при стенозі уретри, або виражених запальних змінах в сечоводі в результаті знаходження каменю ця методика не може бути використана. З іншого боку, у разі відсутності перешкод для проведення контактної літотрипсії ефективність методу досягає 100%, при цьому, як правило, немає необхідності в проведенні повторної літотрипсії.    У кожного методу літотрипсії є як свої достоїнства, так і недоліки.
Використання того або іншого методу визначається передусім лікарем у кожному конкретному випадку.

Мета
   Мета цієї роботи : зробити проведення літотрипсії як можна безпечнішим і ефективнішим для кожного конкретного пацієнта.

Завдання
   Визначити параметри літотриптора, необхідні для оптимального проведення операції і порадити тип літотрипсії для кожного пацієнта залежно від типу його захворювання, його статури і інших параметрів

Актуальність
   Актуальність цієї теми полягає в тому, що метод лікування сечокам'яної хвороби методами літотрипсії є відносно новим і застосовується на практиці досить нещодавно. У зв'язку з цим багато пацієнтів не досить обізнані в цій методиці і часто (особливо пацієнти літнього віку) відмовляються від операцій на літотрипторі.
Також літотриптори різних фірм і моделей мають різні параметри, такими як: робоча дистанція, розмір рефлектора, що формує ударно-волновий "пучок", тривалість імпульсу, характеристики хвилевого фокусу і так далі

Огляд досліджень і розробок по темі:
Огляд існуючих методів обробки зображень
   • Контрастування. В даному випадку для зміни контрасту використовують адаптивні алгоритми контрастування. Я вибрала алгоритм локального посилення контрасту.
   • Згладжування шумів. Простим методом, що згладжує шум, на зображенні являється згладжування, тобто заміна значення яскравості кожного елементу середнім значенням, знайденим по його околиці - безлічі точок, що належать околиці точки fij (включаючи і саму точку fij); P - число точок в околиці. Розглянутий метод ефективно усуває аддитивний і імпульсний шум в кожному елементі зображення.
   • Посилення меж. Істотним недоліком алгоритмів згладжування є смаз зображення (тобто зниження чіткості контурних елементів), при цьому величина смаза пропорційна розміру маски, використовуваної для згладжування. Для однозначного аналізу зображень дуже важливо прибрати смаз з контурів об'єктів в зображенні, тобто посилити різницю між градаціями яскравості контурних елементів об'єкту і сусідніх елементів фону. В цьому випадку при обробці зображень використовуються методи підкреслення контурів. Звичайне підкреслення меж здійснюється методом високочастотної просторової фільтрації. Характеристики фільтрів задаються у вигляді маски, в якій середнє значення має дорівнювати нулю.
   • Фільтрація. Медіанна фільтрація відноситься до нелінійних методів обробки зображень і має наступні переваги: зберігає різкі перепади (межі); ефективно згладжує імпульсний шум; не змінює яскравість фону. Медіанна фільтрація здійснюється шляхом руху деякої апертури (маски) уздовж дискретного зображення і заміни значення центрального елементу маски медіанним значенням (середнє значення впорядкованої послідовності) початкових елементів усередині апертури. У загальному випадку, апертура може мати найрізноманітнішу форму, але на практиці найчастіше застосовується квадратна апертура.
   • Сегментація. Цей етап обробки є найбільш важливим в системою, що розробляється. Мною були застосовані різні методи сегментації і виділення контурів, але жоден з них (в т.ч. і адаптивні методи) не показав результатів, що задовольняють поставленим завданням. Виділення виразок, поліпів і інших патологій на цифрових зображеннях, отриманих з ендоскопа, ускладнене у зв'язку з істотною варіабельною і слабкою контрастністю.

Огляд існуючих моделей літотриптерів
   Повсюдне застосування дистанційної літотрипсії сечових каменів (ДЛТ) і сучасних літотрипторів, а також нові методи лікування сечокам'яної хвороби змінили частоту і характер ускладнень, що виникають в результаті цього захворювання. Дійсно, сучасні літотриптори стали значно менше за розміром. Частенько вони вбудовуються в урорентгенологический стіл, що дозволяє поставити діагноз і провести додаткові процедури    Нині більше 15 країн (серед них Німеччина, Китай, США, Франція, Італія, Росія, Ізраїль, Австрія, Словаччина, Польща, Туреччина, Швеція та ін.) випускають власні літотриптори. Порівняльна оглядова таблиця различніх моделей літотрипторів представлена на рис.1

Рисунок 1 - Порівняльна оглядова таблиця різних моделей літотрипторів

   Піонером дистанційної ударно-волновой літотрипсії є Німеччина (фірма Дорнье), де на початку 80-х рр. минулого століття був випущений перший літотриптор з електрогідравлічним принципом ударно-волнового імпульсу. До 1988 р. практично усі країни оснащувалися літотрипторами, випущеними фірмою Дорнье. Проте в 1987-1990 рр. інші країни також почали випускати власні літотриптори, що пояснюється високою ефективністю методу. Важливу роль також зіграли такі чинники, як значна дорожнеча зарубіжної техніки (до 1 млн доларів), істотні експлуатаційні витрати (від 40 до 70 тис. доларів США в рік) і тривалі простої літотрипторів (до напівроку і більше). На жаль, високі експлуатаційні витрати не зменшилися, а це призводить до того, що до 23% імпортних літотрипторів, що знаходяться в лікувальних установ.
   До універсальних літотрипторів відносяться такі моделі, на яких можна, окрім сеансу ДЛТ, виконувати також допоміжні лікувально-діагностичні урологічні процедури (нефростомія пункції, трансуретральна і черезшкірна эндохирургия, трансуретральна резекція (ТУР), катетеризація, установка стента та ін.) і в яких є "плаваюча" поверхня, що забезпечує не лише переміщення пацієнта, але і його нахил (подовжній)[2, 3, 4]. За ознакою універсальності з приведеної таблиці автоматично видаляються усі літотриптори, що не мають рентгенівського наведення або "плаваючого" столу, такі, як "ЛИТОДИАГНОСТ-МЕ", "Пьезолит", "Медстоун", "Литоринг", "Кассомед", "Компакт-01-У-ЛГК", "Сонолит-300".

Короткий виклад суті планованої СППР, зокрема підпрограми для визначення геометричних розмірів каменю

В ході написання магістерської роботи я планую розробити СППР, до складу якої входитимуть:
   База знань по лікуванню сечокам'яної хвороби, складена на основі досліджень, вивчення літератури і із слів лікарів-урологів. Ця база міститиме типи каменів, по їх розташуванню, складу; методи лікування сечокам'яної хвороби; хронічні захворювання, які можуть впливати на проведення операції; інші дані.
   Бази даних контролюватимуться через візуальні форми і можуть редагуватися. Лікарі зможуть доповнювати і коригувати інформацію, що зберігається в них.
   Працювати із СППР імовірно будуть медсестри. Вони зможуть заповнювати електронні картки пацієнтів і вводити туди результати аналізів і обстледований, а на виході отримувати вже сформований звіт про загальний стан пацієнта і предлогаемый варіант лікування.

   Підпрограма для визначення геометричних розмірів каменю по рентген-снимку даватиме можливість зберігати електронні варіанти знімків кожного пацієнта, відкривати їх при необхідності, порівнюватиме два знімки методом відстаней Хаусдорфа і визначатиме геометричні розміри каменів на знімках (ширину і висоту) в масштабі.

Рисунок 2 - Візуалізація використання планованої підпрограми для виміру геометричних розмірів конкременту. Анімація складається з 6-ти кадрів і має 5 циклів повторення.