Реферат по теме квалификационной работы магистра
«Разработка СКСППР по лечению мочекаменной болезни»

Содержание:
Введение
1. Цели и задачи
2. Актуальность темы работы
3. Предполагаемая научная новизна
4. Планируемые практические результаты
5. Обзор исследований и разработок по теме:
   - обзор существующих методов обработки изображений
   - обзор существующих моделей литотриптеров
6. Краткое изложение сути планируемой СППР, в частности подпрограммы для определения геометрических размеров камня.

Введение
   Литотрипсия – метод дробления камней в почках, мочеточниках и мочевом пузыре, являющийся реальной альтернативой хирургическому вмешательству. В настоящее время литотрипсия представлена двумя основными направлениями:
   • Дистанционной ударно-волновой литотрипсией
   • Контактной литотрипсией
Дистанционная литотрипсия позволяет неинвазивно дробить камни почки и мочеточника. Современные приборы-литотрипторы позволяют эффективно разрушать камни с минимальным травмирующим воздействием на окружающие ткани. Тем не менее, в определенных ситуациях применение дистанционной литотрипсии не эффективно:
   • Наличие сужения ниже места локализации камня
   • Камни лоханочно-мочеточникового сегмента с признаками развития пиелонефрита
   • Камни мочевого пузыря
   Иногда приходится прибегать к повторным сеансам литотрипсии в связи с отсутствием полной фрагментации в выведения камня. Однако, как правило, достаточным оказывается проведение 1 сеанса литотрипсии.[2]
Контактная литотрипсия используется в настоящее время в основном для дробления камней мочеточника и мочевого пузыря. При этом литотриптор подводится через уретру, мочевой пузырь и мочеточник непосредственно к камню. Эффективность контактной литотрипсии при конкрементах указанной локализации выше, по сравнению с дистанционным методом. Однако при стенозе уретры, либо выраженных воспалительных изменениях в мочеточнике в результате нахождения камня данная методика не может быть использована. С другой стороны, в случае отсутствия препятствий для проведения контактной литотрипсии эффективность метода достигает 100%, при этом, как правило, нет необходимости в проведении повторной литотрипсии.    У каждого метода литотрипсии есть как свои достоинства, так и недостатки.
Использование того или иного метода определяется прежде всего лечащим врачом в каждом конкретном случае.

Цель
   Цель данной работы: сделать проведение литотрипсии как можно более безопасным и эффективным для каждого конкретного пациента.

Задачи
   Определить параметры литотриптора, необходимые для оптимального проведения операции и посоветовать тип литотрипсии для каждого пациента в зависимости от типа его заболевания, его телосложения и других параметров

Актуальность
   Актуальность данной темы состоит в том, что метод лечения мочекаменной болезни методами литотрипсии является относительно новым и применяется на практике довольно недавно. В связи с этим многие пациенты не достаточно осведомлены в этой методике и часто (особенно пациенты пожилого возраста) отказываются от операций на литотрипторе.
Также литотрипторы различных фирм и моделей обладают разными параметрами, такими как: рабочая дистанция, размер рефлектора, формирующего ударно-волновой «пучок», длительность импульса, характеристики волнового фокуса и т.д.

Обзор исследований и разработок по теме:
Обзор существующих методов обработки изображений
   • Контрастирование. В данном случае для изменения контраста используют адаптивные алгоритмы контрастирования. Я выбрала алгоритм локального усиления контраста.
   • Сглаживание шумов. Простейшим методом, сглаживающим шум, на изображении является сглаживание, т.е. замена значения яркости каждого элемента средним значением, найденным по его окрестности - множеству точек, принадлежащих окрестности точки fij (включая и саму точку fij); P - число точек в окрестности. Рассмотренный метод эффективно устраняет аддитивный и импульсный шум в каждом элементе изображения.
   • Усиление границ. Существенным недостатком алгоритмов сглаживания является смаз изображения (т.е. снижение четкости контурных элементов), при этом величина смаза пропорциональна размеру маски, используемой для сглаживания. Для однозначного анализа изображений очень важно убрать смаз с контуров объектов в изображении, то есть усилить разницу между градациями яркости контурных элементов объекта и соседних элементов фона. В этом случае при обработке изображений используются методы подчеркивания контуров. Обычно подчеркивание границ осуществляется методом высокочастотной пространственной фильтрации. Характеристики фильтров задаются в виде маски, в которой среднее значение должно быть равно нулю.
   • Фильтрация. Медианная фильтрация относится к нелинейным методам обработки изображений и имеет следующие преимущества: сохраняет резкие перепады (границы); эффективно сглаживает импульсный шум; не изменяет яркость фона. Медианная фильтрация осуществляется путем движения некоторой апертуры (маски) вдоль дискретного изображения и замены значения центрального элемента маски медианным значением (среднее значение упорядоченной последовательности) исходных элементов внутри апертуры. В общем случае, апертура может иметь самую разнообразную форму, но на практике чаще всего применяется квадратная апертура.
   • Сегментация.[16] Этот этап обработки является наиболее важным в разрабатываемой системой. Мной были применены различные методы сегментации и выделения контуров, но ни один из них (в т.ч. и адаптивные методы) не показал результатов, удовлетворяющих поставленным задачам. Выделение язв, полипов и других патологий на цифровых изображениях, полученных с эндоскопа, затруднено в связи с существенной вариабельностью и слабой контрастностью.

Обзор существующих моделей литотриптеров
   Повсеместное применение дистанционной литотрипсии мочевых камней (ДЛТ) и современных литотрипторов, а также новые методы лечения мочекаменной болезни изменили частоту и характер осложнений, возникающих в результате этого заболевания. Действительно, современные литотрипторы стали гораздо меньше по размеру. Зачастую они встраиваются в урорентгенологический стол, что позволяет поставить диагноз и провести дополнительные процедуры [1]    В настоящее время более 15 стран (среди них Германия, Китай, США, Франция, Италия, Россия, Израиль, Австрия, Словакия, Польша, Турция, Швеция и др.) выпускают собственные литотрипторы. Сравнительная обзорная таблица различніх моделей литотрипторов представлена на рис.1

Рисунок 1 - Сравнительная обзорная таблица различных моделей литотрипторов

   Пионером дистанционной ударно-волновой литотрипсии является Германия (фирма Дорнье), где в начале 80-х гг. прошлого столетия был выпущен первый литотриптор с электрогидравлическим принципом ударно-волнового импульса. До 1988 г. практически все страны оснащались литотрипторами, выпущенными фирмой Дорнье. Однако в 1987–1990 гг. другие страны также начали выпускать собственные литотрипторы, что объясняется высокой эффективностью метода. Немаловажную роль также сыграли такие факторы, как значительная дороговизна зарубежной техники (до 1 млн долларов), существенные эксплуатационные затраты (от 40 до 70 тыс. долларов США в год) и длительные простои литотрипторов (до полугода и более). К сожалению, высокие эксплуатационные расходы не уменьшились, а это приводит к тому, что до 23% импортных литотрипторов, находящихся в лечебных учреждений.
   К универсальным литотрипторам относятся такие модели, на которых можно, кроме сеанса ДЛТ, выполнять также вспомогательные лечебно-диагностические урологические процедуры (пункционная нефростомия, трансуретральная и чрескожная эндохирургия, трансуретральная резекция (ТУР), катетеризация, установка стента и др.) и в которых имеется «плавающая» поверхность, обеспечивающая не только перемещение пациента, но и его наклон (продольный). По признаку универсальности из приведенной таблицы автоматически удаляются все литотрипторы, не имеющие рентгеновского наведения или «плавающего» стола, такие, как «Литодиагност-МЕ», «Пьезолит», «Медстоун», «Литоринг», «Кассомед», «Компакт-01-У-ЛГК», «Сонолит-300».

Краткое изложение сути планируемой СППР, в частности подпрограммы для определения геометрических размеров камня

В ходе написания магистерской работы я планирую разработать СППР, в состав которой будут входить:
   База знаний по лечению мочекаменной болезни, составленная на основе исследований, изучения литературы и со слов врачей-урологов. Данная база будет содержать типы камней, по их расположению, составу; методы лечения мочекаменной болезни; хронические заболевания, которые могут влиять на проведение операции; другие данные.
   Базы данных будут контролироваться через визуальные формы и могут редактироваться. Врачи смогут дополнять и корректировать информацию, хранимую в них.
   Работать с СППР предположительно будут медсестры. Они смогут заполнять электронные карточки пациентов и вводить туда результаты анализов и обстледований, а на выходе получать уже сформированный отчет об общем состоянии пациента и предлогаемый вариант лечения.

   Подпрограмма для определения геометричских размеров камня по рентген-снимку будет давать возможность сохранять электронные варианты снимков каждого пациента, открывать их при необходимости, сравнивать два снимка методом расстояний Хаусдорфа и определять геометрические размеры камней на снимках (ширину и высоту) в масштабе.

Рисунок 2 - Визуализация предполагаемого использования планируемой подпрограммы для измерения геометрических размеров конкремента. Анимация состоит из 6-ти кадров и имеет 5 циклов повторения.

Список использованных источников:
1. Дистанционное разрушение камней в почках и мочеточниках на литотриптерах последнего поколения компании Medispec (Израиль) [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://lithotripsy.com.ua
2. Отделение литотрипсии. Описание Мочекаменной болезни, выделение групп риска. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.medrf.ru/stac17.php
3. Современные медицинские технологии [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://accmedical.com.ua
4. Профилактика мочекаменной болезни [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.tiensmed.ru/illness/kidneystone.html
5. МКБ. Причины, диагностика, лечение [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.hospital1.ru/urologia.php
6. Признаки камней в почках [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://health.mpei.ac.ru/sarticl.htm
7. Электронная библиотека и поисковая машина по научным публикациям и препринтам [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://citeseerx.ist.psu.edu
8. Научная электронная библиотека для читателей организаций авторов и издателей. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://elibrary.ru
9. Украинская онлайн библиотека. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://lib.com.ua
10. Научная эелектронная библиотека. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.rfbr.ru
11. Универсальные научные библиотеки. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://djvu-inf.narod.ru/nulib.htm
12. Нормализованные разрезы и сегментация изображения [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.160.2324
13. Экстракорпоральная волновая ударная литотрипсия. Новые аспекты в лечении почечных камней [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://citeseerx.ist.psu.edu/showciting?cid=7881240
14. Клинические опыты в лечении камней мочевого трактата [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://citeseerx.ist.psu.edu/showciting?cid=3486177

При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Завершение работы планируется в декабре 2010 г. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его научного руководителя.