Засіб аналізу рентгенограм в діагностиці захворювань навколоносових пазух

Спосіб аналізу рентгенограм в діагностиці захворювань навколоносових пазух шляхом порівняння оптичної густини рентгенограми в проекції пазух на різних ділянках і проекції контралатеральних пазух на симетричних щодо серединної лінії 40113 вань навколоносових пазух шляхом порівняння оптичної густини рентгенограми в проекції пазух на різних ділянках і в проекції контралатеральних пазух на симетричних щодо серединної лінії ділянках рентгенограми. Засіб відрізняється тим, що формують еквіденсити на цифровому псевдокольоровому зображенні в проекції навколоносових пазух, в проекції кісткових структур черепа і фона, потім по несиметричності розподілу еквіденсит щодо серединної лінії при збереженні симетричності розподілу анатомічних структур черепа визначають нерівномірність оптичної густини, викликану погрішностями центрації рентгенівської трубки при експонуванні, по несиметричності розподілу еквіденсит і несиметричності анатомічних структур черепа визначають нерівномірність розподілу оптичної густини, викликану погрішностями укладання, і усунувши виявлені погрішності, здійснюють діагностику по несиметричності розподілу еквіденсит у проекції контралатеральних пазух. Запропонований нами винахід має новизну. Істотні ознаки винаходу, включені в формулу винаходу не забезпечують сумарний ефект від їхнього використання, відомий з рівня техніки, не очевидні для фахівця в даній галузі, що свідчить про те, що запропонований нами винахід не є частиною рівня техніки і відповідає критерію винахідницького рівня. Зазначений технічний результат досягається в такий спосіб. Ступінь почорніння світлочутливого шару залежить від експозиції. Експозиція прямо зв’язана з інтенсивністю випромінювання, що пройшло через досліджуваний об’єкт. Остання ж обумовлюється ослабленням первинного пучка рентгенівського випромінювання. Ослаблення первинного пучка рентгенівського випромінювання описується формулою: -m D JD = JO e Градаційна крива відображає вхідні і вихідні значення яскравості зображення. (Див. Фіг. 1-4). Горизонтальна вісь представляє поточні (вхідні) значення, а вертикальна скореговані (вихідні) значення. Поки не внесено ніяких змін, вхідні і вихідні значення однакові, і графік має форму прямої лінії, що перетинає поле по діагоналі, (тобто відображає лінійний зв’язок між колірними компонентами). Його нижня ліва точка – світло в зображенні. Напівтонова шкала представляє значення яскравості від чорного до білого. Математично це можна представити у вигляді: I = ax, І – це інтенсивність колірного компонента, х – значення яскравості, а – коефіцієнт пропорційності (при наявності колірного балансу дорівнює 1). Щоб зробити колірне кодування, необхідно змінити рівні яскравості компонент, або ж, говорячи іншими словами, змінити градаційні криві для кожного з трьох компонент, і загального сумарного зображення, або для деяких із них. (Див. Фіг. 5-8). При зміні градаційних характеристик зі збереженням лінійних зв’язків між компонентами відбувається фарбування зображення, але еквіденсити не формуються. Математично це виражається в такий спосіб: I r = ar x + br , I g = a g x + bg , I b = ab x + bb , де b – деяка константа, що характеризує зсув градаційної кривої по вертикалі. Для одержання еквіденсит необхідно створити нелінійні зв’язки між колірними компонентами. У загальному вигляді це виражається в такий спосіб: I = an x n + an-1x n-1 + ... + a2 x 2 + a1x + a0 Для одержання максимального колірного контрасту, для зміни характеристик колірних компонентів використовують поліноми з протилежними знаками. Для одержання псевдокольорового зображення рентгенограм навколоносових пазух ми використовували градаційні криві, апроксимовані поліномом 5-го ступеня. (Див. Фіг. 9-12). I 0 = -ax 5 - bx 4 - cx3 - dx 2 - ex - f I g = ax 5 + bx 4 + cx3 + dx2 + ex + f , де JO – інтенсивність первинного пучка рентгенівського випромінювання; JD – інтенсивність випромінювання, що пройшло через шар речовини товщиною D; е – основа натурального логарифма; μ – лінійний коефіцієнт ослаблення. В свою чергу, лінійний коефіцієнт ослаблення можна виразити як добуток масового коефіцієнта ослаблення (μm) і щільності речовини (r): m = mm r. Масовий коефіцієнт ослаблення пропорційний четвертому ступеню порядкового номера елемента в таблиці Менделєєва. Таким чином, ослаблення первинного пучка рентгенівського випромінювання залежить від атомного складу і щільності досліджуваного об’єкта, а також від його товщини (або довжини шляху, що проходять рентгенівські промені в досліджуваному об’єкті). Отже, оптична густина визначається також товщиною об’єкта, його атомним складом і щільністю. Сума трьох кольорів (червоного, зеленого і синього) при максимальній яскравості дає білий, при мінімальної – чорний колір. Відтінки сірого кольору утворюються при змішанні всіх трьох основних кольорів. Таким чином, чорно-біле зображення можна представити таким, що складається з трьох компонент: червоної, зеленої і синьої. I r = ax I b = - ax В результаті колірного кодування рентгенівського зображення сусідні ділянки зображення, що мало відрізняються по оптичній густині офарблюються в контрастні кольори. Крім того, усі ділянки зображення, що мають одну й ту саму оптичну густину, здобувають однаковий колір. Вид еквіденсит (їхній колір, ширина, форма, розподіл) залежать від оптичної густини вихідного рентгенівського зображення. А оскільки остання визначається формою і структурою об’єкта, то по параметрах еквіденсит з високою точністю визначаються його структурно-щільнісні характеристики. У випадку відсутності патологічних змін в навколоносових пазухах, правильного укладання па 2 40113 цієнта і правильної центрації рентгенівської трубки (Див. Фіг. 21) рентгенологічна картина черепа характеризується симетричним розташуванням анатомічних структур щодо серединної лінії (яка являється відображенням сагитальної площини) і однаковим ступенем пневматизації контралатеральних навколоносових пазух. Однакова пневматизація навколоносових пазух призводить при цьому до однакової оптичної густини рентгенограми на симетричних щодо серединної лінії ділянках рентгенограми в проекції навколоносових пазух. Крім того, однакова оптична густина буде визначатися на всіх ділянках рентгенограми симетричних щодо серединної лінії, оскільки ступінь ослаблення рентгенівських променів, що експонують рентгенівську плівку, при проходженні через симетричні ділянки черепа буде однаковою (Див. Фіг. 13). Оскільки еквіденсити являються відображенням ділянок з однаковою оптичною густиною, то при відсутності патологічних змін у навколоносових пазухах при колірному кодуванні розподіл еквіденсит щодо серединної лінії буде симетричним як у проекції навколоносових пазух, так і проекції кісткових структур черепа (Див. Фіг. 14). При патологічних процесах розвивається зниження ступеня пневматизації навколоносових пазух, що призводить до зниження оптичної густини рентгенограми в їх проекціях (Див. Фіг. 15). При колірному кодуванні таких рентгенограм чітко визначається асиметрія розподілу еквіденсит в області проекції навколоносових пазух. При цьому в проекції кісткових структур розподіл еквіденсит щодо серединної лінії залишається симетричним (Див. Фіг. 16). Різний ступінь оптичної густини рентгенограми в проекції навколоносових пазух може бути викликаний не тільки різним ступенем їхньої пневматизації, але і погрішностями при виробництві рентгенограми. Це може спостерігатися в двох випадках. По-перше, коли порушена центрація рентгенівської трубки (Див. Фіг. 22) і, по-друге, коли невірно виконане укладання пацієнта (Див. Фіг. 23). І в першому і в другому випадку центральний промінь проходить не по сагитальній площині, а під деяким кутом до неї. При цьому проекції контралатеральних відділів черепа будуть отримувати різні експозиції, оскільки рентгенівські промені проходять з контралатеральних сторін різний шлях у тканинах черепа і, відповідно, послабляються по різному. Це призводить до того, що оптична густина рентгенограми на симетричних щодо серединної лінії ділянках буде різною (Див. Фіг. 17 і 19). При порівняльній оцінці контралатеральних навколоносових пазух, різний ступінь пневматизації. У випадку неправильності укладання, уникнути подібної помилки при аналізі рентгенограми можна, оціпивши ступінь симетричності анатомічних утворень щодо серединної лінії. При аналізі псевдокольорового зображення після колірного кодування на таких рентгенограмах визначається несиметричний розподіл еквіденсит не тільки в проекції навколоносових пазух, але й у проекції кісткових структур черепа. При цьому несиметричність розташування анатомічних утворень буде свідчити про порушення центрації рентгенівської трубки (Див. Фіг. 18), а несиметричність розподілу еквіденсит і несиметричність анатоміч них структур – по погрішності укладання (Див. Фіг. 20). Сутність винаходу пояснюється фігурами 1-23, на яких зображено: Фіг. 1-4 – градаційні криві чорно-білого зображення; Фіг. 1 – градаційна крива червоної компоненти чорно-білого зображення; Фіг. 2 – градаційна крива зеленої компоненти чорно-білого зображення; Фіг. 3 – градаційна крива синьої компоненти чорнобілого зображення; Фіг. 4 – градаційна крива сумарного чорно-білого зображення (тобто сума червоної, зеленої та синьої компонент); Фіг. 5-8 – градаційні криві псевдокольорового зображення; Фіг. 5 – градаційна крива червоної компоненти псевдокольорового зображення; Фіг. 6 – градаційна крива зеленої компоненти псевдокольорового зображення; Фіг. 7 – градаційна крива синьої компоненти псевдокольорового зображення; Фіг. 8 – градаційна крива сумарного псевдокольорового зображення. При зміні градаційних характеристик із збереженням лінійних зв’язків між компонентами відбувається фарбування зображення, однак еквіденсити при цьому не утворяться. Фіг. 9-12 – приклад модулювання градаційних кривих, які використані нами для колірного кодування рентгенівських зображень. Фіг. 9 – градаційна крива червоної компоненти псевдокольорового зображення; Фіг. 10 – градаційна крива зеленої компоненти псевдокольорового зображення; Фіг. 11 – градаційна крива синьої компоненти псевдокольорового зображення; Фіг. 12 – градаційна крива сумарного псевдокольорового зображення. Фіг. 13 – бездоганно виконана звичайна рентгенограма навколоносових пазух при відсутності патологічних змін. Фіг. 14 – ця ж рентгенограма, що на Фіг. 13 після кольорового кодування. Звертає на себе увагу симетричний відносно серединної лінії розподіл еквіденсит. Фіг. 15 – бездоганно виконана рентгенограма навколоносових пазух при однобічному зниженні пневматищації (правобічний гайморит). Фіг. 16 – ця ж рентгенограма, що на Фіг. 15 після кольорового кодування. Звертає на себе увагу симетричний відносно серединної лінії розподіл еквіденсит в проекції кісткових структур черепа та несиметричний їх розподіл в проекції контралатеральних пазух. Фіг. 17 – звичайна рентгенограма навколоносових пазух при відсутності патологічних змін, виконана при неправильній центрації рентгенівської трубки. Фіг. 18 – ця ж рентгенограма, що на Фіг. 17 після кольорового кодування. Звертає на себе увагу несиметричний відносно серединної лінії розподіл еквіденсит в проекції кісткових структур черепа та в проекції контралатеральних пазух, анатомічні утворення відносно серединної лінії розташовані симетрично. Фіг. 19 – звичайна рентгенограма навколоносових пазух при відсутності патологічних змін, виконана при неправильному укладанні пацієнта. 3 40113 Фіг. 20 – ця ж рентгенограма, що на Фіг. 19 після кольорового кодування. Звертає на себе увагу симетричний відносно серединної лінії розподіл еквіденсит в проекції кісткових структур черепа та в проекції контралатеральних пазух, анатомічні утворення відносно серединної лінії розташовані несиметрично. Фіг. 21 – схема взаємного розташування черепа та пучка рентгенівських променів при правильній центрації та правильному укладанні пацієнта. Фіг. 22 – схема взаємного розташування черепа та пучка рентгенівських променів при неправильній центрації та правильному укладанні пацієнта. Фіг. 23 – схема взаємного розташування черепа та пучка рентгенівських променів при правильній центрації та неправильному укладанні пацієнта. Цінність запропонованого винаходу при аналізі рентгенограм навколоносових пазух полягає в тому, що завдяки цьому засобу можна легко і вірогідно (на відміну від аналогів) визначити технічні погрішності при виробництві рентгенівського знімка і тим самим уникнути гіпердіагностики гіпопневматозів навколоносових пазух. Це, у сполученні з візуальним аналізом рентгенограми, дозволяє підвищити точність рентгенівської діагностики даної патології. Таким чином, приведений вище причиннонаслідковий зв’язок між сукупністю істотних ознак винаходу і технічним результатом не є очевидним для середнього фахівця, не відомо з рівня техніки, що свідчить про те, що запропонований нами винахід відповідає критерію "рівень техніки". Засіб реалізують таким чином. Першим кроком є одержання цифрового рентгенівського зображення будь-яким відомим способом. Потім проводять кольороподіл отриманого цифрового зображення, розділяючи його на колірні компоненти – червону, зелену і синю. Після – модулюють по поліноміальному закону градаційні характеристики колірних компонентів і сумарного зображення. Виконуючи складання отриманих зображень, одержують псевдокольорове зображення, на якому визначаються по-різному офарбовані кольорові лінії – еквіденсити. Їх вид (колір, ширина, форма, розташування) залежать від розподілу оптичної густини на вихідному рентгенівському зображенні. По симетричності розподілу еквіденсит щодо серединної лінії судять про порушення пневматизації навколоносових пазух. Таким чином, запропонований нами винахід є промислово застосовним і може бути ефективно використаний в медицині. 4 40113 Фіг. 1 Фіг. 2 Фіг. 3 Фіг. 4 Фіг. 5 Фіг. 6 Фіг. 7 Фіг. 8 Фіг. 9 Фіг. 10 Фіг. 11 Фіг. 12 5 40113 Фіг. 13 Фіг. 14 Фіг. 15 Фіг. 16 6 40113 Фіг. 17 Фіг. 18 Фіг. 19 Фіг. 20 7 40113 Фіг. 21 Фіг. 22 Фіг. 23 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 8