способ стереорентгенограмметрической съемки

Формула изобретения

Способ стереорентгенограмметрической съемки, включающий получение первой и второй стереопар рентгеновских снимков пациента до и после лечения в одних и тех же геометрических условиях и энергетических режимах рентгенографии, воспроизведение стереоскопического изображения объекта исследования, топометрию его элементов и сравнительную оценку результатов по первой и второй стереопаре, отличающийся тем, что для первой стереопары определяют размеры и глубину залегания очага поражения, путем решения обратной фотограмметрической задачи синтезируют дополнительную стереопару, содержащую изображение измерительной сетки на глубине залегания очага поражения и наносят на нее цветное изображение контура очага поражения, после чего левое и правое изображения синтезированного объекта вводят в запоминающее устройство рентгенографического аппарата, а стереоскопическое изображение после лечения формируют по снимкам второй стереопары и синтезированным снимкам дополнительной стереопары и по изменению границы очага поражения относительно ее первичного изображения делают заключение о динамике патологического процесса и эффективности лечения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, точнее к разделу рентгенодиагностики.

Известен способ стереорентгенограмметрической съемки туберкулезной каверны, выполняемый на автоматическом стереорентгенографическом аппарате при последовательном наполнении каверны рентгеноконтрастной жидкостью. Первая стереопара каверны производится без контрастирования. Далее стереорентгенография выполняется при различном количестве контрастированного вещества в полости. При обработке серии стереопар с каждой последующей стереопары границы уровня контрастного вещества переносятся на первую стереопару. В результате этого на первой стереопаре получается изображение полости распада в горизонталях. Затем рентгенограммы закрепляются в снимкодержателях стереоскопа и ориентируются до воспроизведения пространственной модели, на которой рельефно видны контуры стенки каверны и особенно ее топографии (SU 566560, 1975).

Известный способ отличается высокой лучевой нагрузкой, что сдерживает его применение в клинике.

Известен также способ стереорентгенограмметрической съемки туберкулезной каверны, предусматривающий контрастирование полости водной суспензии мелкодисперсного бария, откачку воздуха из каверны до полного спадения ее стенок, снятие разряжения до расправления полости, стереорентгенографию каверны, фотограмметрическую обработку полученной полости, стереорентгенографию каверны, фотограммметрическую обработку полученной стереопары на стереорентгенокомпараторе с зарисовкой рельефа стенки полости (SU 858779, 1981).

Известный способ [2] применяется в эксперименте для определения топографии туберкулезной каверны у подопытных животных. В клинике применение бария для контрастирования полостей распада запрещено, так как барий не растворяется и из полости не эвакуируется.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ стереорентгенограмметрической съемки, включающий производство стереопар рентгеновских снимков пациента до и после лечения в одних и тех же геометрических условиях и энергетических режимах, воспроизведение модели внутренней структуры исследуемого объекта, топометрию ее элементов и сравнительную оценку результатов по первой и второй стереопаре (SU 820804, 1981).

Известный способ [3], выбранный нами в качестве прототипа, предназначен для определения состояния дыхания пациента при туберкулезе легких. Он не обладает достаточной точностью для контроля эффективности лечения патологического образования, например туберкулезной каверны.

Целью изобретения является повышение точности контроля эффективности лечения патологического образования.

Данная цель достигается тем, что в способе стереорентгенограмметрической съемки, включающем производство первой и второй стереопар рентгеновских снимков пациента до и после лечения в одних и тех же геометрических условиях и энергетических режимах, воспроизведение внутренней структуры исследуемого объекта, топометрию его элементов и сравнительную оценку результатов по первой и второй стереопаре, в процессе стереоскопического измерения первой стереопары определяют размеры и глубину залегания очага поражения, а также путем решения обратной фотограмметрической задачи синтезируют дополнительную стереопару, содержащую изображение измерительной сетки, проходящей на глубине залегания очага поражения, и наносят на нее цветное изображение контура очага поражения, после чего левое и правое изображения синтезированного объекта вводят в запоминающее устройство рентгенографического аппарата, а при стереоскопическом анализе объекта исследования после лечения левое и правое изображения синтезированной сетки с цветным контуром очага поражения наносятся соответственно на левый и правый снимки второй стереопары и по изменению границы (уменьшение или увеличение) очага поражения относительно ее первичного изображения делают заключение о динамике патологического процесса и эффективности лечения.

Для осуществления предложенного нами способа стереорентгенограмметрической съемки используется цифровой стереорентгенографический аппарат, основные конструктивные элементы которого показаны на фиг.1. Стереорегтгенографический аппарат содержит две идентичные рентгеновские трубки 1 и 2, электрически соединенные через высоковольтный переключатель 3 тиристорного типа с высокочастотным рентгеновским генератором 4, имеющим пульт управления 5. Приемником рентгеновского изображения является цифровая камера 6, расположенная под декой 7 предметного стола, на которой находится пациент во время съемки. Цифровая камера 6 содержит рентгеновский экран, светосильный объектив и ПЗС-матрицу (на фиг. не показаны). Рентгеновский экран примыкает к входному окну 8 цифровой камеры 6. С выхода ПЗС-матрицы электрический сигнал поступает на персональный компьютер (ПК) 9 типа Pentium, в комплект которого входит цифровой дисплей 10, специальные очки с жидкокристаллическими стеклами 11, мышь 12 и клавиатура (на фиг. не показана). Для длительного хранения цифровых рентгеновских снимков используется цифровой архив 13. Между рентгеновскими трубками 1 и 2 находится световой центратор 14 типа лазерной указки, проецирующий световое перекрестие на деку 7. Световое перекрестия указывает на центр входного окна 8 цифровой камеры 6. Световой центратор 14 предназначен для должной укладки пациента перед съемкой. На поверхности входного окна 8 цифровой камеры 6, по его углам, закреплены рентгеноконтрастные метки 15. Они предназначены для определения масштаба цифровых снимков и взаимной ориентации снимков стереопары при их стереоскопическом анализе.

Расстояние между действительным фокусом F₁ рентгеновской трубки 1 и действительным фокусом F₂ рентгеновской трубки 2 является базисом стереорентгенографии "b", а расстояние от действительного фокуса рентгеновской трубки до плоскости рентгеновского экрана цифровой камеры - фокусным расстоянием снимка "f". Рентгеновские трубки 1 и 2 закреплены таким образом, что f₁=f₂. При этом базис стереорентгенографии параллелен плоскости рентгеновского экрана. Такая геометрия обеспечивает условия наиболее простого нормального случая стереорентгенограмметрической съемки.

Предложенный способ стереорентгенограмметрической съемки осуществляется следующим образом: больного 16 укладывают на деку 7 предметного стола таким образом, чтобы патологическое образование 17, например каверна в легком, находилось в зоне стереографического перекрытия рентгеновских трубок 1 и 2 (фиг.2). Перекрестие светового центратора 14 на теле пациента маркируют стойким медицинским красителем. На пульте управления 5 устанавливают энергетические режимы рентгенографии. Первую стереопару рентгеновских снимков получают до начала лечения больного 16. Стереография производится в автоматическом режиме при поочередной работе рентгеновских трубок 1 и 2 на фазе максимального вдоха. Переключение трубок производится тиристорным переключателем 3 по команде ПК 9. При включении трубки 1 выполняется левый снимок Л₁ стереопары (фиг. 2а), а при включении трубки 2 - правый снимок П₁ (фиг. 2б). Цифровое изображение Л₁ и П₁остаются в оперативной памяти ПК 9. На каждом цифровом снимке имеется изображение 18 опорных точек 15, изображение структуры легких 19 и туберкулезной каверны 20. Из оперативной памяти ПК 9 снимки стереопары Л₁ и П₁ поочередно подаются на цифровой дисплей 10 и наблюдаются оператором 21 через жидкокристаллические очки 11 (фиг.3). Очки работают синхронно с кадровой разверткой. Это обеспечивается жидкокристаллическими стеклами очков 11, которые функционируют как затворы. При появлении на экране дисплея 10 левого снимка Л₁ открывается левый оптический канал очков 11 и снимок Л₁ наблюдается левым глазом наблюдателя 21. И наоборот, при появлении на дисплее 10 правого снимка и П₁ его изображение попадает в правый глаз наблюдателя 21 через открытый правый оптический канал очков 11. Система управления ПК 9 позволяет производить взаимное перемещение снимков Л₁ и П₁, что необходимо для построения стереоскопической модели объекта исследования. В процессе взаимного ориентирования снимков добиваются совмещения изображений 18 всех четырех опорных точек. После этого наблюдают стереоскопическую модель 22 объекта исследования, и в частности, изображение туберкулезной каверны 23. С помощью мнимой марки 24, управляемой мышью 12, измеряют величину туберкулезной полости 23 и ее глубину залегания h относительно плоскости, на которой находятся опорные метки 15. Все вычисления производятся на ПК 9 по специальной программе аналитическим методом по формулам нормального случая рентгенофотограмметрической съемки. Путем решения обратной фотограмметрической задачи синтезируют дополнительную стереопару Л₁ ⁺, П₁ ⁺, содержащую изображения измерительной сетки 25 и туберкулезной каверны 20. Контур туберкулезной полости выделен цветом, например зеленым. Измерительная сетка 25 перекрывает туберкулезную каверну и находится на ее глубине залегания h. Синтезированную стереопару Л₁ ⁺, П₁ ⁺помещают на длительное хранение в цифровой архив 13.

Повторная стереорентгенография больного 16 проводится через 1,5 месяца после курса лечения. Съемка выполняется на том же цифровом стереорентгенографическом аппарате, в аналогичных геометрических условиях и энергетических режимах, что и в первом случае. Для должной укладки пациента на деке 7 предметного стола используется световой центратор 14 и метка, нанесенная на тела пациента при первой стереорентгенографии. Рентгеновские снимки Л₂ и П₂ второй стереопазы содержат изображение 18 опорных точек 15, изображения органов грудной полости и каверны 26 (фиг.4). Рентгеновские снимки Л₂ и П^- из оперативной памяти ПК 9 выводятся на цифровой дисплей 10 и наблюдаются оператором 21 через жидкокристаллические очки 11 в режиме стереоскопии. После завершения взаимного ориентирования стереопары, которое выполняется по изображению опорных меток 18, на стереоскопическую модель легких 27 накладывается стереоскопическое изображение измерительной сетки 29 с цветным изображением первоначального контура каверны 23. Это стереоскопическое изображение формируется по дополнительной стереопаре Л₁ ⁺, П₁ ⁺ синтезированных снимков, которая поступает на дисплей 10 из цифрового архива 13. Совмещение двух стереоскопических моделей производится по изображению опорных меток 18. Стереоскопическое изображение очага поражения до 23 и после лечения 28 на фоне измерительной сетки 29 позволяет врачу легко количественно оценить изменение геометрии патологического образования и при необходимости внести коррекцию в методику лечения. При строгом выполнении методики предложенный способ стереорентгеновской съемки позволяет определить размеры патологической полости со средней квадратической ошибкой m_t=0,7 мм и оценить изменение ее размеров со средней квадратической ошибкой m_t=1,0 мм.