LT6670B - Spektrofotometrijos ir ultragarso vaizdų ir duomenų kompleksinės analizės sistema automatinei ankstyvajai piktybinių odos navikų diagnostikai atlikti - Google Patents
Spektrofotometrijos ir ultragarso vaizdų ir duomenų kompleksinės analizės sistema automatinei ankstyvajai piktybinių odos navikų diagnostikai atlikti Download PDFInfo
- Publication number
- LT6670B LT6670B LT2018504A LT2018504A LT6670B LT 6670 B LT6670 B LT 6670B LT 2018504 A LT2018504 A LT 2018504A LT 2018504 A LT2018504 A LT 2018504A LT 6670 B LT6670 B LT 6670B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- skin
- ultrasound imaging
- data
- patient
- malignant
- Prior art date
Links
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 201000000849 skin cancer Diseases 0.000 title claims abstract description 7
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 title abstract description 19
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 claims abstract description 41
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 208000000453 Skin Neoplasms Diseases 0.000 claims abstract description 21
- 206010029098 Neoplasm skin Diseases 0.000 claims abstract description 20
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 14
- XUMBMVFBXHLACL-UHFFFAOYSA-N Melanin Chemical compound O=C1C(=O)C(C2=CNC3=C(C(C(=O)C4=C32)=O)C)=C2C4=CNC2=C1C XUMBMVFBXHLACL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 claims abstract description 6
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 claims abstract description 6
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000012285 ultrasound imaging Methods 0.000 claims description 23
- 230000003211 malignant effect Effects 0.000 claims description 18
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 claims description 9
- 206010040882 skin lesion Diseases 0.000 claims description 8
- 231100000444 skin lesion Toxicity 0.000 claims description 7
- 230000036210 malignancy Effects 0.000 claims description 6
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims description 5
- 238000011002 quantification Methods 0.000 claims description 5
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims description 4
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 claims description 3
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 2
- 238000009795 derivation Methods 0.000 claims 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 2
- 210000002615 epidermis Anatomy 0.000 claims 2
- 238000011496 digital image analysis Methods 0.000 claims 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 abstract description 15
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 abstract description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 7
- 210000002752 melanocyte Anatomy 0.000 abstract description 4
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 abstract description 3
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 abstract description 3
- 238000003759 clinical diagnosis Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007435 diagnostic evaluation Methods 0.000 abstract 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 abstract 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 5
- 238000010562 histological examination Methods 0.000 description 4
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 3
- 201000001441 melanoma Diseases 0.000 description 3
- 238000001454 recorded image Methods 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 208000007256 Nevus Diseases 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 1
- 238000000701 chemical imaging Methods 0.000 description 1
- 238000007635 classification algorithm Methods 0.000 description 1
- 208000030381 cutaneous melanoma Diseases 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000013399 early diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002962 histologic effect Effects 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 201000003708 skin melanoma Diseases 0.000 description 1
- 238000000547 structure data Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0033—Features or image-related aspects of imaging apparatus, e.g. for MRI, optical tomography or impedance tomography apparatus; Arrangements of imaging apparatus in a room
- A61B5/0035—Features or image-related aspects of imaging apparatus, e.g. for MRI, optical tomography or impedance tomography apparatus; Arrangements of imaging apparatus in a room adapted for acquisition of images from more than one imaging mode, e.g. combining MRI and optical tomography
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0075—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by spectroscopy, i.e. measuring spectra, e.g. Raman spectroscopy, infrared absorption spectroscopy
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/44—Detecting, measuring or recording for evaluating the integumentary system, e.g. skin, hair or nails
- A61B5/441—Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis
- A61B5/444—Evaluating skin marks, e.g. mole, nevi, tumour, scar
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7235—Details of waveform analysis
- A61B5/7264—Classification of physiological signals or data, e.g. using neural networks, statistical classifiers, expert systems or fuzzy systems
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/08—Clinical applications
- A61B8/0858—Clinical applications involving measuring tissue layers, e.g. skin, interfaces
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/44—Detecting, measuring or recording for evaluating the integumentary system, e.g. skin, hair or nails
- A61B5/441—Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis
- A61B5/443—Evaluating skin constituents, e.g. elastin, melanin, water
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7235—Details of waveform analysis
- A61B5/7264—Classification of physiological signals or data, e.g. using neural networks, statistical classifiers, expert systems or fuzzy systems
- A61B5/7267—Classification of physiological signals or data, e.g. using neural networks, statistical classifiers, expert systems or fuzzy systems involving training the classification device
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Fuzzy Systems (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Physiology (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Abstract
Šiuo aprašymu pateikiami sistema ir būdas kompleksiškai analizuoti spektrofotometrijos ir ultragarso vaizdus ir duomenis, siekiant nustatyti piktybinių odos navikų diagnozę ankstyvoje stadijoje. Sistemą sudaro aukšto dažnio (22 MHz) portabilus (veikiantis per USB jungtį) ultragarsinio vaizdinimo prietaisas, skirtas odos tyrimams in vivo, optinis spektrofotometrijos prietaisas su skirtingo bangos ilgio šviesos šaltiniais (raudonos, mėlynos, žalios ir infraraudonųjų spindulių) registruojantis odos chromoforų (melanino, hemoglobino ir kolageno) raišką ir erdvinį pasiskirstymą bei kompleksinio duomenų apdorojimo algoritmas, pateikiantis rekomendacinio pobūdžio diagnostinį įvertį. Siūlomas techninis sprendimas leidžia automatiškai apjungti duomenis ir kiekybinius įverčius, gautus skirtingais vaizdinimo metodais ištyrus melanocitų kilmės odos navikus, o tai palengvina galutinės klinikinės diagnozės priėmimą bei tolimesnį gydymo taktikos planavimą. Sistema leidžia vienu metu analizuoti skirtingais fizikiniais principais veikiančiais prietaisais užregistruotus vaizdus, automatiškai išskirti naviko sritį bei nustatyti naviko įsiskverbimo į paviršinius audinius gylį, o tai yra svarbu tolimesnių tyrimų ir gydymo taktikos parinkimui, bei chirurginio šalinimo procedūros planavimui.
Description
Išradimas priklauso medicininės įrangos sričiai, o konkrečiai spektrofotometrijos ir ultragarsinės neinvazinės diagnostikos sistema ir vaizdų bei duomenų kompleksinės analizės būdas automatinei ankstyvajai piktybinių odos navikų diagnostikai atlikti.
Šiuo aprašymu pateikiami sistema ir būdas žmogaus odos navikams atpažinti (piktybinis ar nepiktybinis) neinvaziniu būdu.
TECHNIKOS LYGIS
Odos melanomos klinikinės diagnostikos tikslumas siekia vos 60 % ir stipriai priklauso nuo tyrimą atliekančio gydytojo-dermatologo patirties. Neinvazinių vaizdinimo priemonių naudojimas klinikinėje dermatologijos praktikoje padidina melanomos (piktybinio melanocitų kilmės odos naviko) diagnozės tikslumą 10-27 %. Anksčiausiai dermatologijoje pradėti naudoti dermatoskopai. Dokumentas US 20040062056 A 1 (paskelbtas 2004-04-01) aprašo dermatoskopo struktūrą, kuris turi šviesos diodus išdėstytus aplink optinį padidinimo prietaisą ir netiesiogiai apšviečia tiriamą zoną. Vietoj daugelio optinių bangolaidžių yra naudojama viena kūginė prizmė, kurios pagrinde yra šviesos diodai ir kurio kūgio kampas suprojektuotas taip, kad šviesa sklistų j pagrindinį paviršių nuo šviesą spinduliuojančių diodų. Akimi matoma atspindėta ir išbarstyta šviesa nuo odos paviršinių struktūrų.
Kitas neinvazinis odos navikų vaizdinimo metodas, dermatologijos praktikoje įdiegtas palyginus neseniai, yra spektrofotometrinė intrakutaninė analizė. Ji pagrįsta odos navikų multispektriniu vaizdinimu naudojant skirtingų bangos ilgių šviesos šaltinius: raudonos, mėlynos, žalios ir infraraudonųjų spindulių. Šviesą iki 2 mm gylyje absorbuoja odos audinių chromoforai (melaninas, hemoglobinas ir kolagenas). Dokumentas US 2008075340 (paskelbtas 2008-03-27) aprašo vaizdo apdorojimo metodą ir prietaisą, skirtą paviršinių audinių chromoforų erdviniam išsidėstymui tirti. Aprašomas prietaisas sudarytas iš skaitmeninės kameros ir RGB vaizdų apdorojimo algoritmo, pateikiančio odos chromoforų išsidėstymą suformuojant vaizdą išėjime.
Siekiant išvengti priklausomybės nuo tyrėjo patirties, yra pasiūlytos kompiuterizuotos analizės ir sprendimo palaikymo sistemos, kurios automatiškai analizuoja užregistruotus optinius pigmentinio odos pažeidimo vaizdus ir pateikia piktybiškumo įvertį. Dokumentas US 7689016 (paskelbtas 2010-03-30) aprašo kompiuterinės analizės sistemą, pagrįstą dermatoskopu užregistruotų odos navikų vaizdų kiekybinių parametrų nustatymu ir naviko klasifikavimu.
Dokumentas WO 2007020643 A3 (paskelbtas 2009-04-30) aprašo prietaisą ir metodą skirtą neinvaziniu būdu nustatyti patologinius odos pažeidimus. Taikant metodą surandami ir identifikuojami skirtingų tipų odos apgamai, navikai, pažeidimai ir vėžiniai susirgimai (melanoma) kompleksiškai analizuojant matomuosius ir infraraudonuosius optinius signalus, remiantis integraliais ir spektriniais režimais.
Dermatologijoje tyrimas aukšto dažnio (>20 MHz) ultragarsu naudojamas siekiant nustatyti odos ar odos patologijos storį in vivo. Dokumentas US 20060184024 A 1 (paskelbtas 2006-08-17) aprašo audinių storio matavimo prietaisą, kurio veikimas pagrįstas ultragarso bangų sklidimu. Prietaisas sudarytas iš nuotolinio valdymo ir duomenų apdorojimo blokų ir rankinio ultragarso keitiklio, tinkamai suderintu su audiniais. Įtaisas, skirtas raumeninio ir riebalinio audinio storio matavimams, registruoja tik vieną atspindžio signalą. Dokumentas US 6238342 B1 (paskelbtas 2001-05-29) aprašo ultragarsinį audinių tipo klasifikavimo ir vizualizavimo metodą ir prietaisą. Minimame dokumente numatomas klinikinių duomenų, ultragarso radiodažninių (RD) duomenų ir histologinių tyrimų rezultatų saugojimas. Klinikiniai ir ultragarsiniai RD duomenys yra paduodami kaip įėjimo kintamieji klasifikatoriaus apmokymui, kuris kiekvienam pikseliui ultragarso vaizde priskiria vėžio tikimybę (tam tikrą įvertj). Vėžio tikimybiniai įverčiai yra skirstomi į intervalus kurie gali būti nustatomi vartotojui pasirenkant slenkstines vertes. Skirtingiems intervalams priskiriama skirtinga spalva arba pilkumo skalės vertė siekiant atskirti įtartinas sritis realiame laike. Taip gaunamas parametrinis vaizdas, atitinkantis realų ultragarso vaizdą. Tai gali padėti gydytojams, imant biopsiją tyrimui, nustatyti iš kurios audinių srities yra tikslingiausia imti mėginį. Tuo tarpu atliekant histologinius odos navikų tyrimus, įtariant melanomą, yra šalinamas visas navikas su tam tikromis nustatytomis atsargos ribomis. Histologinio tyrimo metu nustačius, kad piktybinis navikas pašalintas ne radikaliai, šalinimas turi būti kartojamas.
Šiuo aprašymu pateikiama sistema, kuri automatiškai analizuoja ir vertina odos naviko spektrofotometrinius vaizdus bei užregistruotus ultragarso duomenis bei pateikia odos naviko piktybiškumo įvertį, priskirdamas jį vienai iš klasių (gerybinis ar piktybinis).
Aprašyti odos neinvazinės diagnostikos sprendimai pasižymi tokiais trūkumais, palyginus su šiame aprašyme pateikiamu sprendimu:
- nėra galimybės vienu metu analizuoti keliais skirtingais metodais užregistruotus duomenis;
- vertinamas tik odos navikų paviršiaus audiniai ir jų pokyčiai optiniais metodais;
- pasiūlytos sistemos neįvertina odos naviko įsiskverbimo į paviršinius audinius gylio.
Šiame dokumente aprašoma sistema ir metodas, kurio pagalba analizuojami skirtingais fizikiniais principais veikiančių paviršinių audinių vaizdinimo metodų užregistruoti odos navikų duomenys, gaunama informacija tiek apie naviko paviršinį tiek apie giluminį išplitimą paviršiniuose audiniuose. Automatinė kiekybinių parametrų įvertinimo ir sprendimo palaikymo sistema padeda greičiau priimti tinkamą sprendimą dėl diagnozės (piktybinis ar nepiktybinis navikas), sekančių tyrimų parinkimą ir planuoti gydymo taktiką.
IŠRADIMO ESMĖ
Aprašoma sistema ir būdas atpažinti piktybinius melanocitų kilmės odos navikus, o konkrečiau - sistema ir būdas skirti kompleksiškai įvertinti spektrofotometrijos ir ultragarso metodais užregistruotus odos navikų duomenis. Sistemą sudaro aukšto dažnio (22 MHz) portabilus (veikiantis per USB jungtį) ultragarso prietaisas, skirtas odos tyrimams atlikti in vivo, optinis spektrofotometrijos prietaisas su skirtingo bangos ilgio šviesos šaltiniais (raudonos, mėlynos, žalios ir infraraudonųjų spindulių) registruojantis odos chromoforų (melanino, hemoglobino ir kolageno) raišką ir erdvinį pasiskirstymą bei kompleksinio duomenų apdorojimo algoritmas, pateikiantis rekomendacinio pobūdžio diagnostinį įvertį (piktybinis ar nepiktybinis odos navikas). Siūlomas techninis sprendimas leidžia automatiškai apjungti duomenis ir kiekybinius įverčius, gautus skirtingais vaizdinimo metodais ištyrus melanocitų kilmės odos navikus, o tai palengvina galutinės klinikinės diagnozės priėmimą bei tolimesnį gydymo taktikos planavimą.
Šiuo aprašymu pateikiami sistema ir būdas žmogaus odos navikams atpažinti (piktybinis ar nepiktybinis) neinvaziniu būdu. Tyrimo sistema ir būdas skirta įvairių specialybių gydytojams ir/ar kitiems medicinos specialistams, kurie savo praktikoje dirba su pacientais, besiskundžiančiais įtartinais pigmentiniais odos dariniais. Sistemą sudaro spektrofotometrinės intrakutatinės analizės prietaisas, bei aukštu dažniu (daugiau nei 20 MHz) dirbantis ultragarsinio vaizdinimo prietaisas, surenkantis duomenis iš dvimačio odos pjūvio (B-tipo vaizdas); gydytojo naudojamas personalinis kompiuteris su instaliuota specializuota programine įranga ir įdiegtu vaizdų analizės, duomenų analizės, automatinio klasifikatoriaus ir peržiūros algoritmu. Klasifikavimo rezultatui gauti yra kaupiama duomenų bazė, kur tikroji pažeidimo diagnozė yra nustatyta histologinio išpjauto naviko tyrimo metu. Duomenų bazėje esantys duomenys naudojami specializuotoje programinėje įrangoje įdiegto automatinio navikų klasifikatoriaus (piktybinis ar nepiktybinis) apmokymui.
Tyrimas kompleksiškai įvertina dviejų skirtingais fizikiniais principais veikiančių neinvazinių vaizdinimo metodų (spektrofotometrinio ir ultragarsinio) pagalba užregistruotus vaizdus ir duomenis, jis nėra apribotas kažkurio vieno tyrimo metodo stipriųjų ar silpnųjų pusių. Analizė atliekama automatiškai, nėra priklausoma nuo tyrėjo patirties, todėl gali būti naudojama nepatyrusio dermatologo ar šeimos gydytojo.
Ši sistema užtikrina dviejų skirtingais fizikiniais principais veikiančiais paviršinių audinių vaizdinimo metodų (spektrofotometrijos (1) ir ultragarsinio vaizdinimo (2)) panaudojimą informatyvesniam odos naviko tyrimui. Neinvaziniais ir pacientui saugiais būdais (spektrofotometrijos (1) ir ultragarsinio vaizdinimo (2)) užtikrina odos naviko paviršinio ir giluminio (audinių vidinės struktūros pokyčių) išplitimų operatyvų ištyrimą.
TRUMPAS BRi:;ŽINIŲ APRAŠYMAS pav. pateikta spektrofotometrijos ir ultragarso vaizdų ir duomenų kompleksinės analizės sistemą sudarančių sudedamųjų dalių schema.
TINKAMIAUSI {GYVENDINIMO VARIANTAI
Šiuo aprašymu pateikiama spektrofotometrijos ir ultragarso vaizdų ir duomenų kompleksinės analizės sistema, skirta įvairių specialybių gydytojams (pvz., dermatologams, plastikos chirurgams, šeimos gydytojams) ir/ar kitiems medicinos specialistams, kurie savo praktikoje dirba su pacientais, besiskundžiančiais įtartinai atrodančiais pigmentiniais odos dariniais. Sistema apima šios įtaisus (1 pav.):
- spektrofotometrinės intrakutaninės analizės prietaisą (1);
- aukšto dažnio ultragarsinio vaizdinimo prietaisą (2);
- kompiuterį (3);
- specializuotą programinę įrangą užregistruotų vaizdų ir duomenų nuskaitymui ir automatinei analizei atlikti (4).
Be aukščiau išvardintų įtaisų, sistema papildomai apima serveryje instaliuotą duomenų bazę (5), į kurią įrašomi spektrofotometrinio ir ultragarsinio vaizdinimo prietaisais užregistruoti duomenys, iš jos nuskaitomi duomenys analizei, kaupiama kiekybinių parametrų bazė automatinio klasifikatoriaus apmokymui. Be išvardintų įtaisų sistemą dar sudaro reikalingos techninės priemonės, užtikrinančios išvardintų įtaisų tarpusavio ryšį duomenims keistis.
Spektrofotometrinės intrakutaninės analizės prietaiso (1) (1 pav.) kamera priglaudžiama prie norimos ištirti paciento odos vietos, ja užregistruojami vaizdai, pateikiantys dermatoskopinį, hemaglobino, kolageno, epiderminio ir derminio melanino pasiskirstymo odoje vaizdus. Tiriamas odos pažeidimas turi tilpti spektrofotometrinio prietaiso kameros vaizdavimo lange. Jeigu užregistruojamas nepilnas pažeidimo vaizdas, įvertinti kiekybiniai parametrai bei siūlomas piktybiškumo įvertis gali būti netikslūs. Vaizdo registravimo metu spektrofotometrinės analizės prietaiso kamera turi būti nejudinama, nepavykus tinkamai užregistruoti darinio vaizdo, tyrimas turi būti kartojamas. Užregistruoti vaizdai saugojami duomenų bazėje (5). Serverio duomenų bazėje (5) įtraukti histologinio tyrimo duomenys, esant galimybei, naudojami gydytojo darbo vietos kompiuteryje instaliuotoje specializuotoje programinėje įrangoje (4) įdiegto automatinio navikų klasifikatoriaus (piktybinis ar nepiktybinis) apmokymui.
Aukšto dažnio (daugiau nei 20 MHz) ultragarsinio vaizdinimo prietaisas (2) (1 pav.) veikiantis su vieno elemento mechaninio skenavimo ultragarsiniu keitikliu, naudojamas gilesnių odos struktūrų vaizdinimui. Mechaninio skenavimo metu duomenys surenkami ultragarsiniam keitikliui slenkant ortogonaliai odos paviršiui, užregistruojami duomenys atvaizduojami kaip 2D odos pjūvio vaizdas (B-tipo vaizdas). Prieš atliekant skenavimą ultragarsinio keitiklio laikiklis su antgaliu, kuris palaiko pastovų atstumą tarp ultragarsinio keitiklio ir odos (siekiant kad odos paviršius būtų keitiklio fokuso zonoje), yra prispaudžiamas prie odos, stengiantis kad keitiklio skenavimo ašis sutaptų su odos pažeidimo didžiausiu skersmeniu. Keitiklio laikiklis užpildomas distiliuotu kambario temperatūros vandeniu. Skenavimo metu ieškoma vietos kur vizualiai matomas odos pažeidimas (navikas) yra giliausias. Suradus tokią vietą, skenavimas stabdomas, vaizdas ir vaizdo duomenys išsaugomi duomenų bazėje (5). Ultragarsinio vaizdinimo prietaisas išsaugo ne tik vaizdą, bet ir neapdorotus radiodažninius atsispindėjusius ultragarso signalus, kurie gali būti nuskaitomi ir apdorojami, siekiant išgauti daugiau kiekybinės informacijos apie dominančią audinių sritį ir struktūrą.
Užregistruoti ir išsaugoti odos darinio duomenys nuskaitomi ir apdorojami gydytojo darbo vietos kompiuteryje (3) instaliuota specializuota programine įranga (4) bei įdiegtu algoritmu, kuris sugeba automatiškai atlikti pirminį duomenų apdorojimą, darinio srities išskyrimą, kiekybinį vertinimą ir klasifikavimą. Klinikiniai duomenys, spektrofotometriniai vaizdai, ultragarsiniai vaizdai ir duomenys, bei histologiniai pašalinto naviko tyrimo rezultatai išsaugomi duomenų bazėje ir naudojami vėliau klasifikatoriaus apmokymui, siekiant kaip įmanoma tiksliau automatiniu būdu atpažinti piktybinius odos navikus.
Kompiuteryje (3) instaliuota specializuota programinė įranga su įdiegtu vaizdų analizės, duomenų analizės, automatinio klasifikatoriaus ir peržiūros algoritmu (4) leidžia atlikti skirtingais fizikiniais principais veikiančiais paviršinių audinių vaizdinimo metodais (spektrofotometrijos (1) ir ultragarsinio vaizdinimo (2)) gautų rezultatų (kiekybinių parametrų) apjungimą. Tai leidžia padidinti klinikinio sprendimo palaikymo informatyvumą, patikimumą ir piktybinių navikų diagnostikos tikslumą.
Panaudojant specializuotą programinę įrangą (4) ir duomenų bazę (5) spektrofotometrinio ir ultragarsinio vaizdinimo duomenų analizė atliekama automatiškai, odos navikai automatiškai klasifikuojami į piktybinius ir nepiktybinius, nėra priklausoma nuo tyrėjo patirties, todėl gali būti naudojama nepatyrusio dermatologo ar šeimos gydytojo.
Specializuotoje programinėje įrangoje (4) įdiegto automatinio odos navikų atpažinimo algoritmo vykdymas susideda iš tokių pagrindinių etapų:
1. Odos naviko spektrofotometru (1) užregistruotų vaizdų ir ultragarsinio vaizdinimo prietaisu (2) užregistruotų vaizdų bei duomenų nuskaitymas;
2. Naviko srities išskyrimas spektrofotometru (1) ir ultragarsinio vaizdinimo prietaisu (2) užregistruotose vaizduose. Išskiriant naviko sritį spektrofotometru (1) užregistruotose vaizduose, kontūro nustatymui naudojama dermatoskopinio vaizdo mėlynos spalvos komponentė, optimalus slenkstis nustatomas taikant Otsu metodą. Naviko srities išskyrimas ultragarsinio vaizdinimo prietaisu (2) užregistruotose duomenyse atliekamas naudojant ultragarsinio signalo, kuris kirto naviko sritį lokalų spektrinį parametrą. Riboms nustatyti naudojamas globalus parametrinių signalų slenkstis;
3. Kiekybinių parametrų įvertinimas, atliekamas naudojant spektrofotometru (1) užregistruotus vaizdus, o tiksliau parametrizuojama išskirta informatyvi vaizdų sritis, taip pat naviko paviršiaus formos parametrai. Ultragarsinio vaizdinimo prietaisu (2) užregistruotų duomenų parametrizavimui naudojami spektriniai vidinės išskirtos naviko srities parametrai, naviko formos parametrai bei pirmos ir antros eilės vidinės naviko pjūvio srities vaizdo tekstūros parametrai;
4. Informatyvių parametrų atrinkimas, naudojant surinktą duomenų bazę (5);
5. Navikų klasifikavimas (piktybinis ar nepiktybinis) naudojant automatinį klasifikavimo metodą su nustatytais svoriniais koeficientais. Specializuotoje programinėje įrangoje (4) įdiegto automatinio klasifikavimo algoritmo apmokymui, esant galimybei, iš duomenų bazės (5) nuskaitomi histologinio tyrimo rezultatai.
Claims (10)
- IŠRADIMO APIBRĖŽTIS1. Spektrofotometrijos ir ultragarso vaizdų ir duomenų kompleksinės analizės sistema, skirta automatiniam ankstyvajam piktybinių odos navikų atpažinimui, apimanti:a) duomenų bazę (5), kurioje yra surinkti ir saugomi spektrofotometro ir ultragarsinio vaizdinimo prietaisais užregistruoti duomenys;b) spektrofotometrinių vaizdų registravimo prietaisą (1), kuris yra sukonfigūruotas spinduliuoti skirtingų bangų ilgių šviesą į paciento odos dominančią sritį, kuriuo užregistruojami dermatoskopinis ir atskirų odos chromoforų erdvinio pasiskirstymo vaizdai;c) aukšto dažnio (daugiau nei 20 MHz) ultragarsinio vaizdinimo ir duomenų registravimo įtaisą (2), skirtą po odos paviršiumi esančių gilesnių odos struktūrų vaizdinimui;d) kompiuterio (3), skirto skaitmeninei vaizdų analizei, kuriame instaliuota specializuota programinė įranga (4) skirta kompleksiškai analizuoti ir peržiūrėti spektrofotometro (1) ir ultragarsinio vaizdinimo (2) įtaisais užregistruotus vaizdus ir duomenis, taip pat įvertinti kiekybinius parametrus ir automatiniu būdu nustatyti naviko piktybiškumo įvertį bei pasiūlyti diagnozę (piktybinis arba nepiktybinis);besiskirianti tuo, kad sistema yra sukonfigūruota taip, kad pateikia dermatoskopinį, hemaglobino, kolageno, epidermio ir derminio melanino pasiskirstymo odoje vaizdus bei randa giliausią odos darinio pažeidimą; sudaro paciento odos darinio daugiamatį duomenų modulį; apdoroja daugiamatį duomenų modulį pagal duomenų bazę (5).
- 2. Sistema pagal 1 punktą, besiskirianti tuo, kad apdorojamas daugiamatis duomenų modulis apima darinio ploto ir įsiskverbimo gylio nustatymą.
- 3. Sistema pagal 1 punktą, besiskirianti tuo, kad spektrofotometrinio prietaiso kameros langas sufokusuotas apimti paciento odos darinio sritis.
- 4. Sistema pagal 1 punktą, besiskirianti tuo, kad ultragarsinio vaizdinimo prietaisas (2) yra sukonfigūruotas nustatyti odos darinio įsiskverbimo gylį.
- 5. Sistema pagal 1 punktą, besiskirianti tuo, kad papildomai ji yra sukonfigūruota atlikti pirminį duomenų apdorojimą, odos darinio srities išskyrimą, kiekybinį vertinimą ir klasifikavimą.
- 6. Spektrofotometrijos ir ultragarso vaizdų ir duomenų kompleksinės analizės būdas, skirtas odos navikų klasifikavimui, apimantis šias pakopas:a) duomenų bazės (5), kurioje yra surinkti ir saugomi spektrofotometro ir ultragarsinio vaizdinimo prietaisais užregistruoti duomenys, sudarymą;b) spektrofotometrinių vaizdų registravimo prietaisu (1) skirtingų bangų ilgių šviesos spinduliavimą j paciento odos dominančią sritį;c) aukšto dažnio (daugiau nei 20 MHz) ultragarsinio vaizdinimo prietaisu (2), ultragarsinių bangų spinduliavimą į paciento odos dominančią sritį, gaunant 2D odos pjūvio vaizdą (B-tipo vaizdas);d) apdorojimą kompiuteriu (3), gaunant bendro daugiamačio duomenų modulio reikšmes;besiskiriantis tuo, kad yra pateikiami dermatoskopinis, hemaglobino, kolageno, epidermio ir derminio melanino pasiskirstymo odoje vaizdai bei nustatomas giliausias odos pažeidimas; sudaromas paciento odos darinio daugiamatis duomenų modulis; daugiamatis duomenų modulis yra apdorojamas pagal duomenų bazę (5).
- 7. Būdas pagal 5 punktą, besiskiriantis tuo, kad daugiamačio duomenų modulio apdorojimas apima odos darinio ploto ir gylio nustatymą.
- 8. Būdas pagal 5 punktą, besiskiriantis tuo, kad spektrofotometrinio prietaiso kameros langas sufokusuotas apimti paciento odos darinio sritį.
- 9. Būdas pagal 5 punktą, besiskiriant is tuo, kad papildomai apima neapdorotų radiodažninių, nuo odos struktūros atsispindėjusių ultragarso signalų sukaupimo ir išsaugojimo veiksmą.
- 10. Būdas pagal bet kurį iš 6-9 punktų, besiskiriantis tuo, kad jis apima pirminį duomenų apdorojimą, odos darinio srities išskyrimą, kiekybinį vertinimą ir klasifikavimą.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2018504A LT6670B (lt) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | Spektrofotometrijos ir ultragarso vaizdų ir duomenų kompleksinės analizės sistema automatinei ankstyvajai piktybinių odos navikų diagnostikai atlikti |
| EP19713188.1A EP3749211B1 (en) | 2018-02-09 | 2019-02-04 | Complex analysis system of spectrophotometry and ultrasound images and data for automatic early-stage diagnosing of malignant skin tumors |
| PCT/IB2019/050873 WO2019155345A1 (en) | 2018-02-09 | 2019-02-04 | Complex analysis system of spectrophotometry and ultrasound images and data for automatic early-stage diagnosing of malignant skin tumors |
| US16/968,345 US11723584B2 (en) | 2018-02-09 | 2019-02-04 | Complex analysis system of spectrophotometry and ultrasound images and data for automatic early-stage diagnosing of malignant skin tumors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2018504A LT6670B (lt) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | Spektrofotometrijos ir ultragarso vaizdų ir duomenų kompleksinės analizės sistema automatinei ankstyvajai piktybinių odos navikų diagnostikai atlikti |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2018504A LT2018504A (lt) | 2019-08-26 |
| LT6670B true LT6670B (lt) | 2019-10-10 |
Family
ID=65904488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2018504A LT6670B (lt) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | Spektrofotometrijos ir ultragarso vaizdų ir duomenų kompleksinės analizės sistema automatinei ankstyvajai piktybinių odos navikų diagnostikai atlikti |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11723584B2 (lt) |
| EP (1) | EP3749211B1 (lt) |
| LT (1) | LT6670B (lt) |
| WO (1) | WO2019155345A1 (lt) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102379481B1 (ko) * | 2019-11-06 | 2022-03-25 | 재단법인대구경북과학기술원 | 3차원 진단 시스템 |
| CN112446868A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-05 | 赣南医学院 | 血管瘤瘤体颜色量化评估系统及评估方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6238342B1 (en) | 1998-05-26 | 2001-05-29 | Riverside Research Institute | Ultrasonic tissue-type classification and imaging methods and apparatus |
| US20040062056A1 (en) | 2002-09-26 | 2004-04-01 | Heine Optotechnik Gmbh & Co. Kg | Dermatoscope |
| US20060184024A1 (en) | 2004-12-10 | 2006-08-17 | Intelametrix, Inc. | Tissue thickness measurement device |
| WO2007025064A2 (en) | 2005-08-24 | 2007-03-01 | The Miriam Hospital | METHODS OF USING SELECTIVE llβ-HSD INHIBITORS TO TREAT GLUOCORTICOID ASSOCIATED STATES |
| US20080075340A1 (en) | 2005-09-23 | 2008-03-27 | Cotton Symon D Oyly | Image processing method and apparatus |
| US7689016B2 (en) | 2005-05-27 | 2010-03-30 | Stoecker & Associates, A Subsidiary Of The Dermatology Center, Llc | Automatic detection of critical dermoscopy features for malignant melanoma diagnosis |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2006281023A1 (en) | 2005-08-16 | 2007-02-22 | Skin Cancer Scanning Ltd. | Combined visual-optic and passive infra-red technologies and the corresponding system for detection and identification of skin cancer precursors, nevi and tumors for early diagnosis |
| US20120321759A1 (en) * | 2007-01-05 | 2012-12-20 | Myskin, Inc. | Characterization of food materials by optomagnetic fingerprinting |
| US10596392B2 (en) * | 2016-05-11 | 2020-03-24 | Sensus Healthcare, Inc. | Dermatology radiotherapy system with hybrid imager |
-
2018
- 2018-02-09 LT LT2018504A patent/LT6670B/lt unknown
-
2019
- 2019-02-04 WO PCT/IB2019/050873 patent/WO2019155345A1/en not_active Ceased
- 2019-02-04 US US16/968,345 patent/US11723584B2/en active Active
- 2019-02-04 EP EP19713188.1A patent/EP3749211B1/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6238342B1 (en) | 1998-05-26 | 2001-05-29 | Riverside Research Institute | Ultrasonic tissue-type classification and imaging methods and apparatus |
| US20040062056A1 (en) | 2002-09-26 | 2004-04-01 | Heine Optotechnik Gmbh & Co. Kg | Dermatoscope |
| US20060184024A1 (en) | 2004-12-10 | 2006-08-17 | Intelametrix, Inc. | Tissue thickness measurement device |
| US7689016B2 (en) | 2005-05-27 | 2010-03-30 | Stoecker & Associates, A Subsidiary Of The Dermatology Center, Llc | Automatic detection of critical dermoscopy features for malignant melanoma diagnosis |
| WO2007025064A2 (en) | 2005-08-24 | 2007-03-01 | The Miriam Hospital | METHODS OF USING SELECTIVE llβ-HSD INHIBITORS TO TREAT GLUOCORTICOID ASSOCIATED STATES |
| US20080075340A1 (en) | 2005-09-23 | 2008-03-27 | Cotton Symon D Oyly | Image processing method and apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US11723584B2 (en) | 2023-08-15 |
| WO2019155345A1 (en) | 2019-08-15 |
| LT2018504A (lt) | 2019-08-26 |
| EP3749211B1 (en) | 2024-10-09 |
| EP3749211A1 (en) | 2020-12-16 |
| US20200390383A1 (en) | 2020-12-17 |
| EP3749211C0 (en) | 2024-10-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Heibel et al. | A review of noninvasive techniques for skin cancer detection in dermatology | |
| Rigel et al. | The evolution of melanoma diagnosis: 25 years beyond the ABCDs | |
| US6902935B2 (en) | Methods of monitoring effects of chemical agents on a sample | |
| US8649849B2 (en) | Optical methods to intraoperatively detect positive prostate and kidney cancer margins | |
| US10746706B2 (en) | Photoacoustic physio-chemical tissue analysis | |
| CN111465344A (zh) | 用于宫颈检查的光学探针 | |
| US20220095998A1 (en) | Hyperspectral imaging in automated digital dermoscopy screening for melanoma | |
| US20170172487A1 (en) | Imaging skin cancer detection device | |
| Aref et al. | Tissue characterization utilizing hyperspectral imaging for liver thermal ablation | |
| Pogue et al. | Image analysis for discrimination of cervical neoplasia | |
| Ma et al. | Multiscale confocal photoacoustic dermoscopy to evaluate skin health | |
| Myslicka et al. | Review of the application of the most current sophisticated image processing methods for the skin cancer diagnostics purposes | |
| US11723584B2 (en) | Complex analysis system of spectrophotometry and ultrasound images and data for automatic early-stage diagnosing of malignant skin tumors | |
| Wang et al. | Current technologies for the in vivo diagnosis of cutaneous melanomas | |
| EP2490586B1 (en) | System for noninvasive tissue examination | |
| EP3351162A1 (en) | A computer implemented method, a system and computer program products to characterize a skin lesion | |
| Zhang et al. | Multispectral photoacoustic imaging of breast cancer tissue | |
| CN107767386B (zh) | 超声图像处理方法及装置 | |
| Jerjes et al. | Optical coherence tomography in the assessment of cutaneous cancer margins of the face: An immediate ex vivo study | |
| Jerjes et al. | OCT in the diagnosis of head and neck pre-cancerous and cancerous cutaneous lesions: An immediate ex vivo study | |
| Boostani et al. | Dermoscopy-guided high-frequency ultrasound: Principles and applications in dermatology | |
| Jurjuţ et al. | Detection of Cervical Intraepithelial Neoplasia Using Hyperspectral Tissue Signatures | |
| RU2834804C1 (ru) | Способ дифференциальной диагностики формы базальноклеточного рака кожи | |
| US20240285227A1 (en) | System, method, and devices for determining structures and characteristics within a uterus | |
| Prajapati et al. | Skin cancer: Advances in diagnostic research |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Patent application published |
Effective date: 20190826 |
|
| FG9A | Patent granted |
Effective date: 20191010 |