Моделирование процессов сбора и обработки данных радионуклидных исследований

• Автор: Плоских, Виктор Александрович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 107 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Модели наблюдения в радионуклидных исследованиях

1.1 Процесс распределения РФП

1.1.1 Транспорт РФП .

1.1.2 Параметризация функции распределения РФП.

1.1.3 Пуассоновский шум

1.2 Модели наблюдения статических процессов

1.2.1 Многоракурсный сбор

1.2.2 Послойное проецирование

1.2.3 Объмное проецирование.

1.2.4 Ослабление излучения.
1.3 Обобщенная модель наблюдения динамических процессов
1.3.1 Радиоактивный распад.
1.3.2 Исследования циклических процессов.
1.3.3 Моделирование режимов работы гамматомографа
2 Принципы обработки данных радионуклидных исследований
2.1 Метод, обработки проекционных данных в планарных топографических исследованиях
2.1.1 Визуализация планарных изображений.
2.1.2 Подавление шумов.
2.1.3 Выделение объектов.
2.2 Обработка динамических изображений
2.2.1 Методы построения динамических кривых
2.2.2 Методы анализа динамических кривых.
2.3 Обработка томографических изображений .
2.3.1 Томографическая реконструкция.
2.3.2 Визуализация реконструированных объмен . .
2.4 Обработка результатов исследований с синхронизацией
2.4.1 Обработка результатов планарных исследований
2.4.2 Обработка результатов томографических исследований .
3 Программный комплекс для моделирования процессов сбора данных и обработки
3.1 Архитектура программного комплекса.
3.1.1 Уровень доступа к данным
3.1.2 Программа оболочка
3.1.3 Клинические диагностические программы.
3.1.4 Библиотека математической обработки.
3.1.5 Система работы с отчтами.
3.2 Программа моделирования процесса сбора.
3.3 Технология разработки программ обработки.
3.3.1 Технология модельвид.
3.3.2 Шаблоны взаимодействия объектов.
3.3.3 Процесс разработки клинической программы
4 Специализированные программы обработки
4.1 Программы вычисления физиологических показателей
функции почек
4.1.1 Динамическая сцинтиграфия почек.
4.1.2 Вычисление скорости клубочковой фильтрации и эффективного почечного плазмотока
4.2 Универсальная программа обработки результатов динамических
исследований.
4.2.1 Операции с изображениями
4.2.2 Выделение областей
4.2.3 Работа с динамическими кривыми
4.3 Программа реконструкции и реориентации.
Заключение
Литература


По данным года в США насчитывалось около 0 позитронных томографов (ПЭТ), но уже в году в США было закуплено 7 новых ПЭТ (в России 3 действующих) []. В нашей стране гамма-томограф ещё не стал неотъемлемой частью медицинского оборудования для обследования населения. Это объясняется дороговизной технического обслуживания закупленного импортного оборудования и отсутствием отечественных гамма-камер и томографов. Поэтому естественно возникают задачи создания отечественных гамма-томографов нового поколения, удовлетворяющих требованиям современной медицины и использующих для этого последние достижения науки, техники и компьютерных технологий. В рамках программы Минатома «Ядерная медицина» на базе НИИЭФА им. Д.В. Ефремова создан опытный образец цифрового гамма-томографа, предназначенного для проведения медицинских диагностических исследований, основанных на получении изображений распределения РФП, меченного гамма излучающими радионуклидами, в организме пациента [1,]. В рамках этой же программы разработано программное обеспечение для автоматизации сбора, хранения, систематизации и обработки данных радионуклидных исследований [3,4, И, -,-,]. На примере гамма-томографа «ЭФАТОМ» рассмотрим процесс проведения радионуклидного исследования. Гамма-томограф предназначен для визуализации и исследования кинетики РФП во внутренних органах и физиологических системах организма пациента с целыо диагностики онкологических, сердечно-сосудистых и других заболеваний человека. Гамма-томограф состоит из следующих частей: штативно-поворотное устройство (гантри), блоки детектирования, стол для укладки обследуемого пациента (ложе пациента). Функциональная схема и внешний вид томографа представлены на рис. Центральный компьютер сбора, -. ПОЛУЧЕННЫХ ллнныт. ЛоНИТО? Рис. Штативно-поворотное устройство, обеспечивает крепление двух блоков детектирования, их перемещение и позиционирование по радиальной и угловой координатам. Ложе пациента обеспечивает фиксацию его положения в лежачем состоянии, его перемещение и позиционирование по вертикальной и горизонтальной координатам относительно блоков детектирования. Сцинтилляционные позиционно-чувствительные детекторы (ПЧД) с блоками электроники и обработки импульсов (блоки детектирования) предназначены для пространственной регистрации гамма-квантов, излучаемых РФП. Главные элементы ПЧД — направляющий коллиматор, сцинтилляционный кристалл и фотоумножительные трубки (рис. П редусі ІЛІ П'Є. Рис. Задача коллиматора состоит в том, чтобы позволить проходить через него только тем фотонам, которые имеют направление, параллельное направлению каналов коллиматора. Гамма-кванты, проходящие через коллиматор, взаимодействуют с сцинтилляционным кристаллом. При взаимодействии с кристаллом энергия гамма-квантов преобразуется в фотоны видимого излучения, причём количество излучённых фотонов пропорционально поглощённой в сцинтилляторе энергии гамма-кванта. Фотоны видимого света регистрируются фото-умножительными трубками. Выход каждой фотоумножительной трубки есть электрический сигнал, пропорциональный интенсивности света, поглощённого трубкой. Следовательно, электрический сигнал пропорционален расстоянию между трубкой и точкой взаимодействия фотона в сцинтилляционном кристалле. Сигналы фотоумиожительных трубок затем используются для определения координат точки фотонного взаимодействия. Вычисленные координаты и временная метка импульса передаются и в дальнейшем используются для формирования изображений. Процесс проведения радионуклидного исследования состоит из четырёх этапов (рис. Ввод первичных данных. Сбор данных. Обработка данных. Генерация и просмотр отчётов по результатам исследования. Рис. Ввод первичных данных представляет собой создание медицинской карточки, в которой отображается информация о пациенте, враче, медицинской организации и т. Также выбирается протокол сбора информации с томографа. Протокол —это последовательность заранее определённых шагов и действий, которых придерживается врач, проводя обследование. Протокол также определяет некоторые стандартные значения информационных полей и содержит информацию о режиме функционирования томографа.