МПКС в стоматологии

Среди вспомогательных методик, используемых в стоматологии, рентгенологический метод исследования является на сегодняшний день наиболее востребованным. В связи с развитием науки и посто­янным внедрением в практическую деятельность новых технологий возможности рентгенологических кабинетов постоянно расширяют­ся. Несомненным прорывом, обозначившим новый этап в развитии рентгенологии, стало появление радиовизиографов — устройств, позволяющих получать и обрабатывать цифровое изображение.

Кардинальное отличие цифровой рентгенографии от традицион­ной заключается в том, что вместо пленки приемником изображения является сенсор, передающий информацию на компьютер. Оборудо­вание, необходимое для радиовизиографии, последовательно состо­ит из источника излучения, устройства для считывания инфор­мации, устройства для оцифровывания информации и устройст­ва для воспроизведения и обработки изображения.

В качестве источника излучения используются как обычные рентгеновские аппараты, так и специализированные, предназначен­ные исключительно для работы с цифровым изображением.

Сенсор, или датчик, по сути, представляет собой силиконовый чип, чаще всего на основе CCD-матрицы, который фиксирует пос­тупающий сигнал и передает его на аналогово-цифровой преобразо­ватель (АЦП). Размер, общая конструкция, степени защиты, пло­щадь рабочей поверхности и предусмотренный срок эксплуатации сенсоров могут варьировать и определяются фирмой-производи­телем. Различают проводные и беспроводные сенсоры. Сенсоры на основе CCD, CMOS и CID-матриц соединены с АЦП армирован­ным кабелем различной длины. Это в некоторой степени ограничи­вает возможность манипуляций с сенсором, но обеспечивает качест­венную и мгновенную передачу информации. Беспроводные датчи­ки в основе своей конструкции имеют фосфорную пластину, и считывание информации с них происходит на специальном сканере, что существенно замедляет работу. Кроме того, несмотря на мобиль­ность и удобство в эксплуатации, беспроводные датчики обеспечи­вают разрешение не более 10 пар линий/мм, что более чем в два раза ниже показателей современных проводных сенсоров.

Аналогово-цифровым преобразователем является устройст­во, состоящее из платы, оснащенной специализированным портом для сенсора и USB-портом. АЦП может быть вмонтирован в систем­ный блок компьютера или использоваться как внешнее устройство, представленное моноблоком.

Прошедшая через АЦП информация представляет собой исход­ное цифровое изображение, которое обрабатывается с помощью специальной компьютерной программы, и в результате на экране монитора появляется автоматически (по умолчанию) преобразован­ное изображение, соответствующее понятию «цифровая рентгено­грамма». Следующим этапом обработки информации является опти­мизация изображения, т. е. редактирование видимого изображения с использованием опций программы с целью повышения информа­тивности и максимальной адаптации для зрительного восприятия. После этого отредактированное изображение (ортопантомограмма) сохраняется в базе данных.

Структурной единицей изображения является пиксель, который соответствует точке одного оттенка серого цвета. Изображение, на­зываемое цифровой рентгенограммой, имеет 256 уровней яркости или, говоря иначе, слоев или оттенков серого.

Представим лист прозрачной светло-серой пленки. Если взять 256 таких листов и по­ложить их друг на друга, то получится уже непрозрачная стопка практически черного цвета. Похожий эффект используется в радиовизиографии при получении цифрового изображения. Если фотон­ный поток беспрепятственно проходит от излучателя к приемнику, то изображение на экране будет черным, т. е. плотность профиля исследуемого объекта равна нулю, а изображение в данной точке со­держит весь набор оттенков серого. Если же на пути потока встре­чается металл, который полностью отражает луч, то изображение будет белым, а плотность профиля равна 256, или 100% в зависимос­ти от градации, предусмотренной используемой программой.

Таким образом, каждый объект, заполняющий пространство между источ­ником излучения и приемником, условно делится на 256 линей­ных фрагментов, каждый из которых является единицей объема и называется воксель. Каждый воксель отражает поток частиц в сте­пени, равной одному пикселю, что соответствует одному оттенку се­рого. Плотность профиля определяет количество частиц, прошедших через исследуемый объект, воспринятых матрицей сенсора и отобра­женных на экране в виде участков с различной интенсивностью окра­шивания.

Датчики первых поколений имели разрешающую способность ниже чем у пленки, а компьютерная грамотность в то время не была характерной чертой, присущей всем медицинским работникам. По этой причине в среде врачей-практиков возник миф о том, что пато­логия лучше видна на пленке, а визиограф — это дорогая, но не слишком полезная игрушка. На самом деле, реальность выглядит совершено иначе и в сравнении с традиционной рентгенографией радиовизиография имеет массу серьезных преимуществ.

Прежде всего следует отметить, что современные датчики имеют разрешающую способность гораздо выше, чем у пленки (рис. 6.15—6.16). (Рисунки 6.15—6.40 см. на цветной вклейке.)

Сенсоры пятого поколения способны воспринимать и переда­вать информацию с разрешением 20—23 пар линий/мм (теоретиче­ский максимум = 25,6), а фирмы-производители ведут постоянную работу по усовершенствованию своей продукции.

В связи с этим наличие качественно сделанной цифровой ортопантомограммы, в большинстве случаев позволяет отказаться от дополнительных уточняющих дентальных снимков, поскольку мож­но увеличить и выделить любой фрагмент ортопантомограммы прак­тически без потери качества (рис. 6.17, 6.18).

Использование радиовизиографа позволяет полностью исклю­чить возможность возникновения целого ряда погрешностей и не­удобств, традиционно возникающих при работе с пленкой. В первую очередь отпадает необходимость в фотолаборатории и постоянном контакте с химическими реактивами. Таким образом, автоматически исключаются погрешности, связанные с использованием некачест­венной пленки и нарушением технологии ее обработки.

Обычно с момента укладки пленки до получения готового вы­сушенного снимка проходит от 5 до 15 минут. При работе с радиови- зиографом время получения готового изображения сокращается до нескольких секунд, что особенно актуально при проведении эндо- донтического вмешательства, так как в случае неудачи можно сразу же сделать повторный снимок.

При проведении внутриротовой дентальной рентгенографии с использованием пленки нередко наблюдается эффект размазы­вания изображения, связанный с тем, что пленка в полости рта изгибается в соответствии с анатомическим строением исследуе­мой области. Жесткая конструкция сенсора позволяет полностью избежать возникновения подобного нежелательного явления и, кро­ме того, при съемке в изометрической проекции способствует более точной передаче размеров и пропорций зуба и окружающих тканей.

Рентгеновское изображение, запечатленное на пленке, су­ществует в единственном экземпляре и может явиться юридическим документом. В случае порчи или утраты такого снимка как у пациен­та, так и у медицинских работников могут возникнуть определенные проблемы. В противовес этому наличие цифрового изображения по­зволяет тиражировать снимки в неограниченном количестве и в лю­бом виде — как на цифровых носителях, так и в виде распечатки на пленке или бумаге.

Рисунок на пленке существует не только в единичном экземп­ляре, но и в фиксированном статичном состоянии — его качество и графические характеристики нельзя изменить. Заложенная в компьютер специальная программа, предназначенная для работы с визиографом, по сути, является графическим редактором, и с ее по­мощью цифровая рентгенограмма может быть отредактирована и со­хранена в наиболее качественном виде. Для этого, как и в обычных программах-просмотрщиках, предусмотрены инструменты для из­менения гаммы, яркости и контрастности.

В зависимости от фирмы, производящей оборудование, компью­терная программа может иметь какие-либо эксклюзивные опции или особенности, касающиеся рабочих моментов, однако общей за­дачей всего описанного выше комплекса является обеспечение врача- стоматолога информацией в максимально возможном объеме. По­этому все существующие программы способны выполнять целый ряд сходных функций и снабжены похожим набором инструментов. Названия инструментов могут различаться, но в целом они служат единой цели.

Изображения, которые обрабатываются программой, имеют сле­дующие обозначения:

RVG — внутриротовые рентгенограммы зубов;

DIGIPAN — ортопантомограммы;

STV — снимки, выполненные интраоральной камерой.

Сканированные изображения — снимки, экспортированные из других программ или полученные при помощи сканирования рент­геновских пленок и фотографий.

Просмотр изображения может осуществляться не только в стан­дартном черно-белом негативном варианте, но и с использованием различных фильтров. Так, например, при активации фильтра чет­кости (рис. 6.19, 6.20, 6.21) или оптимизации контраста все свет­ло-серые участки становятся белыми, а темно-серые — черными. В результате исчезает явление размытости контуров, изображение становится четким и визуально гораздо легче воспринимается.

При необходимости можно многократно увеличить любой из фрагментов (рис. 6.22, 6.23), а также инвертировать изображение, т. е. перевести из негатива в позитив, что позволит достовернее выявить все инородные включения, имеющиеся в зоне обследова­ния.

При достаточной степени стандартизации манипуляций, ден­тальные снимки могут быть последовательно выстроены на экране подобно фрагменту панорамного снимка (рис. 6.24).

Человеческий глаз способен воспринять больше деталей, если они окрашены разными цветами, поэтому программа оснащена цве­товыми фильтрами. Фильтр «охра» окрашивает светлые участки в желто-оранжевый цвет, что позволяет лучше рассмотреть костный рисунок, а цветовой фильтр создает эффект псевдоколорификации (рис. 6.25, 6.26).

При этом исследуемый объект не приобретает естественную, свойственную ему в действительности окраску, но каждый участок сходной интенсивности окрашивания, соответствующий участку сходной плотности профиля, окрашивается в определенный цвет. Этот же эффект используется в качестве инструмента для денситометрии (рис. 6.27, 6.28).

В данном случае окрашивается не весь рисунок, а только задан­ный участок, при этом автоматически в тот же цвет окрашиваются все участки одинаковой плотности. Этот инструмент особенно акту­ален для парадонтологов и при определении глубины кариозной по­лости. Функция псевдоизометрического изображения и рельефный фильтр позволяют увидеть исследуемый участок в объеме (рис. 6.29, 6.30, 6.31).

В данном случае каждый оттенок серого приобретает объем­ность, что позволяет выстроить трехмерное изображение. Измерить плотность профиля и графически отобразить результаты измерения можно с помощью гистограммы (рис. 6.32).

Математически плотность профиля просчитывается в процентах или единицах в зависимости от градации, предусмотренной в про­грамме. Линейные расстояния между заданными точками измеряют­ся в миллиметрах (рис. 6.33).

Инструменты, дающие возможность проводить различные заме­ры прямо на экране, особенно важны для имплантологов, поскольку позволяют точнее спланировать ход операции и выбрать конструк­цию имплантата. Для этих целей в некоторых программах преду­смотрена возможность воспроизведения и перемещения имплантата непосредственно на рентгенограмме (рис. 6.34).

После оптимизации и сохранения изображения снимки помеща­ются в отдельный файл, представляющий из себя историю болезни, которая автоматически заводится на каждого пациента. Любой сни­мок может быть востребован в любой момент, причем, как в единст­венном числе, так и вместе с любым другим имеющимся изображе­нием — ортопантомограммой, STV кадром или сканированным снимком. Таким образом, радиовизиограф обеспечивает возмож­ность работать в едином режиме сразу с несколькими разнородными изображениями (рис. 6.35, 6.36).

Поскольку с помощью современных ортопантомографов можно делать томограммы не только в стандартной панорамной проекции, такая возможность открывает широкий простор не только для ди­агностики, но и для научной деятельности. В большинстве случа­ев современные аппараты снабжены опциями для съемки в дет­ской панорамной проекции, фронтальной проекции гайморовых па­зух и боковой проекции височно-нижнечелюстных суставов (TMJ) (рис. 6.37, 6.38).

Кроме того, существуют различные дополнительные устройства, например, цефалостат для телерентгенографии и опция для произ­вольного поперечного сканирования челюстей (рис. 6.39, 6.40).

Сенсор визиографа обладает высокой чувствительностью и разрешающей способностью, что позволяет сократить время облуче­ния до минимума. Современные рентгеновские аппараты, исполь­зуемые в стоматологии, оснащены высокочастотными генераторами, а компьютерная программа позволяет оптимизировать получаемое изображение. В связи с этим можно говорить, что радиовизиограф ра­ботает с менее вредным для пациента излучением без потери качест­ва изображения.

При работе на самом современном оборудовании с самыми сов­ременными пленками среднее рекомендуемое время экспозиции (т. е. длительность воздействия луча на пленку) для дентальных снимков обычно равно 0,3—0,6 секунды. На практике эти цифры, как правило, слегка увеличиваются, а при использовании старой ап­паратуры и «резаной» пленки не бывают меньше полутора секунд. Для сенсора пятого поколения достаточно минимального времени экспозиции — от 0,05 до 0,1 секунды. Если взять средние величины, то нетрудно подсчитать, что в этом случае время облучения сокраща­ется примерно в 17 раз.

Таким образом, можно констатировать, что при работе с радиовизиографом значительно снижается лучевая нагрузка на паци­ента.

Переход от традиционной рентгенографии к работе с визиографом неизбежно влечет за собой ломку целого ряда стереотипов, что на первых порах может вызвать определенный дискомфорт. Однако со временем, по мере освоения программы и приобретения новых навыков, преимущество новых технологий становится очевидным и неоспоримым.

Как выяснилось, кроме финансовых затрат, основным препятст­вием на пути от пленки к визиографу является банальная привычка врачей пользоваться ограниченной информацией, которую способ­на обеспечить пленка, и уверенность в том, что собственного зрения достаточно, а остальное — это ненужные глупости. Нечто похожее наблюдалось при пересаживании человека с лошади на автомобиль. Для наглядности представим себе двух человек, которые смотрят не­мое черно-белое кино на старом «Рекорде» и получают определенное количество информации с определенной скоростью. Назовем это первым уровнем. Теперь одного из них оставим, а для второго сдела­ем изображение цветным — это будет уже второй, более высокий уровень. Добавим звук — это третий, широкий современный экран — четвертый, сделаем изображение трехмерным — пятый, дадим воз­можность изменять ход сюжета — шестой и т. д. После окончания фильма попросим обоих пересказать сюжет и посмотрим, кто полу­чил больше информации, т. е. чья история окажется интересней — красочнее, детальнее и достовернее.

Итак, преимущества радиовизиографа при использовании в сто­матологической практике следующие.

Современные датчики имеют разрешающую способность го­раздо выше, чем у пленки. Отпадает необходимость иметь фотолабораторию и постоянно контактировать с химическими реактивами, и таким образом исклю­чаются погрешности, связанные с использованием некачественной пленки и нарушением технологий ее обработки. Время получения готового изображения сокращается до не­скольких секунд. Наличие цифрового изображения позволяет тиражировать снимки в неограниченном количестве. Изображение может транслироваться по локальной сети сразу на несколько мониторов, а также может пересылаться по электрон­ной почте.

Цифровая рентгенограмма может быть отредактирована для наилучшего зрительного восприятия изображения (оптимизация изображения).

Просмотр визиограммы осуществляется на мониторе персо­нального компьютера, что обеспечивает возможность совместной работы сразу нескольких специалистов.Просмотр изображения может осуществляться не только в стандартном черно-белом негативном варианте, но и с использова­нием различных фильтров.

Радиовизиограф обеспечивает возможность работать в едином режиме сразу с несколькими разнородными изображениями (ортопантомограмма, сканированная рентгенограмма, дентальный сни­мок, фотография и т. д.).Опции программы позволяют прямо на экране осуществлять измерения и планировать лечение с использованием графического редактора.

Значительно снижается лучевая нагрузка на пациента (для ден­тальных примерно в 17 раз).

Вопросы для контроля

1. Что такое медицинская приборно-компьютерная система?

2. Какие разновидности МПКС используются в медицинской практике? Классификация МПКС.

3. Каковы основные задачи МПКС?

4. Дайте характеристику основных задач компьютерных систем функцио­нальной диагностики.

5. Перечислите основные компоненты компьютерных систем функциональ­ной диагностики.

6. Назовите этапы автоматизированного электрофизиологического иссле­дования.

7. Охарактеризуйте предназначение биоусилителя и аналого-цифрового преобразователя.

8. Назовите и охарактеризуйте основные разделы (модули) программного обеспечения МПКС для анализа физиологических показателей.

9. Расскажите об этапах выделения характерных графоэлементов и измере­ния параметров ЭКГ.

10. Дайте характеристику синдромального анализа ЭКГ с помощью компью­терных систем функциональной диагностики.

11. Какие физиологические параметры исследуются с помощью реографиче­ского метода? Перечислите варианты реографических исследований.

12. Перечислите основные этапы проведения анализа данных реографии.

13. Что представляют собой сигналы, регистрируемые и обрабатываемые при электроэнцефалографии? Перечислите основные частотные типы ЭЭГсигналов.

14. Перечислите основные недостатки методики регистрации ЭЭГ на бумаж­ном носителе.

15. Каковы преимущества компьютерной регистрации и обработки сигнала при ЭЭГ?

16. Расскажите об основных условиях проведения ЭЭГ исследования.

17. Назначение и основные типы функциональных проб, используемых при исследовании электрической активности мозга.

18. Каково практическое значение методики полиграфического исследова­ния?

19. Перечислите технические компоненты комплекса полиграфического исследования.

20. Какие физиологические показатели регистрируются и анализируются при проведении полиграфического исследования?

21. Типы систем клинического мониторинга.

22. Особенности систем мониторинга в специализированных отделениях: разновидности систем, формы представления параметров.

23. Методика и техника суточного мониторирования артериального дав­ления.

24. Особенности систем суточного кардиомониторинга.