Регистрация / Вход
Прислать материал

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА ВНУТРИМОЗГОВОЙ ГЕМАТОМЫ У БОЛЬНЫХ С ОСТРЫМ НАРУШЕНИЕМ МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ.

Сведения об участнике
ФИО
Валеева Лилия Рамилевна
Вуз
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Науки о жизни и медицина
Раздел области наук
Клиническая медицина и науки о здоровье
Тема
РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА ВНУТРИМОЗГОВОЙ ГЕМАТОМЫ У БОЛЬНЫХ С ОСТРЫМ НАРУШЕНИЕМ МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ.
Резюме
Работа посвящена актуальной проблеме диагностики геморрагического инсульта с формированием внутримозговой гематомы. В настоящее время в медицинской практике не существует модели расчета, позволяющей точно определить объем внутримозговой гематомы. В работе представлены результаты экспериментального исследования применения разработанного программного обеспечения в определении объема внутримозговой гематомы. В результате создания и внедрения в практику программного обеспечения появилась возможность значительно повысить эффективность диагностического процесса, а именно выполнять точные расчеты, что в свою очередь помогает в выборе тактики лечения.
Ключевые слова
нейрохирургия, инсульт, гематома, объем, программное обеспечение
Цели и задачи
Цель работы: совершенствование алгоритма и программного обеспечения для определения объема внутримозговой гематомы по данным МРТ головного мозга.
Для реализации поставленной цели выбраны следующие задачи: 1) разработать программное обеспечение, позволяющее рассчитать истинный объем внутримозговой гематомы; 2) провести контроль эффективности работы программного обеспечения путем эксперимента, а также изучить теоретические аспекты выбранной темы.
Введение

В основу разработанного программного обеспечения для вычисления объема внутримозговой гематомы лег метод «Монте-Карло». Сущность его заключается в получении большого числа реализаций стохастического процесса, который формируется таким образом, чтобы его вероятностные характеристики совпадали с аналогичными величинами решаемой задачи [4].

Для вычисления объема с помощью метода «Монте-Карло» фигуру необходимо поместить в куб, длина, высота и ширина которого вычисляются как разность максимальных и минимальных точек соответствующей оси координат (X, Y, Z). В данном кубе, согласно равномерному распределению, случайным образом выбирается  n-ное количество точек. Далее производится подсчет отметок, попавших в фигуру.

Методы и материалы

Работа проведена на базе отделения лучевой диагностики БУЗ УР «Первая Республиканская клиническая больница МЗ УР». МРТ головного мозга проводилась пациентам с ОНМК, поступившим в приемное отделение Регионального сосудистого центра, на томографе Philips Intera Initial 1,5 в положении лежа на спине, в режимах T1, T2, FLAIR, DWI, T2* в аксиальной и сагиттальной проекциях. Полученные файлы были использованы для расчета объема внутримозговой гематомы с помощью разработанного на основе метода «Монте-Карло» программного обеспечения.

Исследования проведены на искусственной модели внутримозговой гематомы, также проведен анализ DICOM-файлов МРТ головного мозга 3 пациентов в возрасте от 40 до 63 лет с верифицированным диагнозом ОНМК по геморрагическому типу с учетом законов биомедицинской этики.

Для измерения объема внутримозговой гематомы было разработано программное обеспечение.

Алгоритм вычисления объема внутримозговой гематомы

 

  1. Запустить программу.
  2. Отметить на всех слоях область внутримозговой гематомы, нажимая левую клавишу мыши.
  3. Ввести ширину снимка и расстояние между слоями срезов (по умолчанию 350,0 мм и 2,5 мм соответсвенно).
  4. Нажать кнопку «Посчитать».
  5. Результат вычисления.

Дальнейшее усовершенствование программного обеспечения предполагает такие возможности как: автоматическое опредение области гематомы, а также возможность работы напрямую с DICOM – файлами (DICOM – формат хранения снимков МРТ и СКТ).

 

Описание и обсуждение результатов

Для предварительного контроля эффективности работы созданного программного обеспечения был поставлен эксперимент на искусственной модели внутримозговой гематомы, представляющей собой тело сферической формы, заполненное гелем с заранее известным объемом (50,0 см3). Далее были произведены серии снимков, которые в последующем обрабатывались программным обеспечением. Рассчитанный при анализе DICOM-файлов объем составил 48,7 см3. По результатам эксперимента было установлено, что разница между контрольным и полученным показателем была незначительной.

Данные МРТ головного мозга пациентов с ОНМК подвергались анализу по аналогичному алгоритму с помощью созданного программного обеспечения. При этом определение границ внутримозговой гематомы и последующий расчет ее объема технических сложностей не вызывали. Полученные расчетные результаты объема гематомы коррелировали с выраженностью клинической симптоматики у обследованных пациентов.

В целях совершенствования данного диагностического подхода необходимо проведение его дальнейшей клинической апробации, что требует продолжения начатых исследований.

Применение МРТ головного мозга в сочетании с разработанным программным обеспечением позволяет добиться более высокой диагностической точности, чем при использовании стандартных протоколов обследования пациентов с внутримозговой гематомой. Полученные данные имеют существенное значение для планирования объема и тактики лечебных мероприятий в нейрохирургической практике, а также контроля их эффективности.

Используемые источники
1. Яхно, Н.Н. Болезни нервной системы: руководство для врачей: в 2-х т. / Н.Н. Яхно. – Т. 1. – 4-е изд., перераб. доп. – М.: ОАО «Издательство «Медицина», 2005. - 232 с.
2. Линденбратен, Л.Д. Медицинская радиология (основы лучевой диагностики и лучевой терапии) / Л.Д. Линденбратен, И.П. Королюк. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 2000. – 139 с.
3. Петросян, К.М. Организация медицинской помощи больным, перенесшим острое нарушение мозгового кровообращения, в городе Москве / К.М. Петросян // Лечебное дело. – 2013. – №4 – С. 30-33.
4. Лагутин, М.Б. Наглядная математическая статистика / М.Б. Лагутин. - Издательство: "БИНОМ. Лаборатория знаний", 2013. – 30 с.
5. Государственный доклад о состоянии здоровья населения Удмуртской Республики в 2014 году.
Information about the project
Surname Name
Valeeva Liliya Ramilevna
Project title
Development of algorithms and software for determining the volume of intracerebral hematoma in patients with acute ischemic stroke.
Summary of the project
The work is devoted to an actual problem of diagnosis of hemorrhagic stroke with the formation of intracerebral hematoma. Currently in clinical practice, there is no model of calculation, allowing to accurately determine the volume of the intracerebral hematoma. The results of an experimental study of the use of software developed in determining the amount of intracerebral hematoma. As a result of the creation and implementation in practice of the software the opportunity to significantly improve the efficiency of the diagnostic process, namely to carry out precise calculations, which in turn helps in the selection of treatment.
Keywords
neurosurgery, stroke, hematoma, volume, software