Способ оценки объемных внутриглазных образований по их ультразвуковому изображению

Способ оценки объемных внутриглазных образований по их ультразвуковому изображению

Реферат

 

Изобретение относится к медицине, а именно к способам исследования ультразвуковых изображений тканей. Цель: обеспечение более точной дифференциальной диагностики объемных внутриглазных образований (ОВО), позволяющей отличить меланому хориоидеи от псевдотумора, в том числе и при непрозрачных оптических средах глаза. Способ осуществляется с помощью многофункционального ультразвукового сканера, позволяющего строить амплитудные гистограммы. Используют контактный транспальпебральный метод сканирования, причем плоскость сканирования глазного яблока не должна проходить через зону хрусталика. Исследование проводят в условиях неизменных стандартных предустановок показателей яркости и контрастности, мощности излучаемого и отраженного ультразвукового потока, за исключением вводимого ручкой потенциометра усиления отраженного сигнала G (Gain), которое позволяет достичь оптимального изображения ОВО на экране монитора в диапазоне 40-80 дБ. Вначале выполняют ультразвуковое серошкальное сканирование в реальном масштабе времени для определения локализации и размеров ОВО. Затем используют функцию "Гистограмма", с помощью которой, после очерчивания вручную зоны интереса (ОВО), строят амплитудную гистограмму и получают три показателя: T, L и М, где Т - общее число элементов в очерченной области (любого оттенка серого цвета), L - уровень оттенка серой шкалы (из 64 возможных), который наиболее часто встречается в очерченной области, М - число элементов наиболее часто встречающегося оттенка серого цвета в очерченной области. Определяют отношение М/Т100, которое характеризует степень гомогенности исследуемой ткани и обозначен нами как IH, индекс гомогенности, и отношение L/G, которое зависит от степени эхогенности исследуемой ткани и обозначен нами как IE, индекс эхогенности. По величине полученных индексов судят наличии меланомы сосудистой оболочки глаза или псевдотуморозных образований. Применение в оценке объемных внутриглазных образований (ОВО) по их ультразвуковому изображению индекса гомогенности и индекса эхогенности, характеризующих различные свойства ткани, обеспечивает более точную дифференциальную диагностику, позволяющую отличить меланому хориоидеи от псевдотумора, в том числе и при непрозрачных оптических средах глаза. 2 табл.

Изобретение относится к медицине, а именно к способам исследования ультразвуковых изображений тканей.

Проблема дифференциальной диагностики внутриглазных опухолей (меланом хориоидеи) и псевдотуморозных интраокулярных образований (субретинальные, субхориоидальные кровоизлияния, центральная инволюционная дистрофия Кунта-Юниуса) довольно актуальна вследствие схожести клинической картины этих патологических состояний. В таких случаях важное значение имеют дополнительные методы диагностики, одним из которых является ультразвуковое исследование, приобретающее особую ценность при недостаточно прозрачных оптических средах глаза.

Известно, что при ультразвуковом сканировании в режиме серой шкалы отличить изображение псевдотуморозных внутриглазных образований и меланом хориоидеи с помощью качественной оценки бывает сложно, так как визуальная система человека может различать интенсивность пикселя на экране монитора, соответствующую пятнадцати - тридцати оттенкам серого цвета, в то время как компьютер различает столько оттенков серого цвета, сколько заложено в его память [8]. На этом факте основан количественный метод оценки ультразвукового изображения - эходенситометрия [1, 2, 5, 7].

Существует способ оценки ультразвукового изображения тканей путем построения и анализа амплитудных гистограмм [7]. Способ включает в себя наведение датчика на исследуемый объект, маркировку зоны интереса, построение компьютером эходенситограммы (или амплитудной гистограммы) и автоматическом получении на экране монитора трех, рассчитанных компьютером, количественных показателей М, L и Т.

При этом параметр Т обозначает общее количество пикселей (элементов) любого оттенка серого цвета, параметр L - наиболее часто встречающийся оттенок серого цвета в зоне интереса (из 64 возможных в данном приборе). М - количество пикселей этого оттенка в зоне интереса. Данный способ выбран за прототип.

Недостатком известного способа является его невысокая точность, так как для количественной оценки ультразвукового изображения ткани использовались показатели M/S, L/S, T/S (где S - площадь зоны интереса), характеризующие лишь одно свойство ткани - ее эхоплотность.

С целью обеспечения более точной дифференциальной диагностики объемных внутриглазных образований (ОВО), позволяющей отличить меланому хориоидеи от псевдотумора, в том числе и при непрозрачных оптических средах глаза, предлагается способ оценки ОВО по их ультразвуковому изображению, включающий в себя наведение датчика на объект, очерчивание зоны интереса (ОВО), построение и анализ амплитудной гистограммы, получение количественных показателей М, L и Т. Поскольку глазное яблоко является поверхностно расположенным органом, и расстояние от датчика до объекта настолько мало, что на показатели гистограммы исключается влияние таких факторов, как толщина и плотность жировой клетчатки и другие параметры вышележащих тканей, исследование проводят в условиях неизменных стандартных предустановок показателей яркости и контрастности, мощности излучаемого и отраженного ультразвукового потока, за исключением вводимого ручкой потенциометра усиления отраженного сигнала G (Gain), которое позволяет достичь оптимального изображения ОВО на экране монитора в диапазоне 40-80 дБ.

Определяют отношение М/Т100, которое характеризует степень гомогенности исследуемой ткани и обозначено нами - IH, индекс гомогенности, и отношение L/G, которое зависит от степени эхогенности исследуемой ткани и обозначено нами - IE, индекс эхогенности. По величине полученных индексов судят о наличии меланомы сосудистой оболочки глаза или псевдотуморозных образований.

Таким образом, предлагаемый способ заключается в том, что для оценки ОВО по их ультразвуковому изображению применяют отношение показателя амплитудной гистограммы М (число элементов наиболее часто встречающегося оттенка серого цвета в очерченной области) к показателю гистограммы Т (общее число элементов в очерченной области) с увеличением степени гомогенности (однородности) исследуемой ткани индекс гомогенности IH (М/Т100) возрастает; и отношение показателя гистограммы L (уровень оттенка серой шкалы, который наиболее часто встречается в очерченной области) к величине усиления отраженного от тканей эхосигнала G с увеличением степени эхогенности исследуемой ткани индекс эхогенности IE (L/G) увеличивается.

Предлагаемый способ оценки ОВО по их ультразвуковому изображению соответствует критерию новизна, так как в отличие от прототипа [7] используемые нами индексы характеризуют различные свойства исследуемой ткани - степень гомогенности и степень эхогенности.

Анализ общедоступной литературы показал, что изобретение (совокупность его существенных признаков) не известно из уровня техники, то есть является новым.

Авторами впервые предложены индексы, определяемые при анализе эходенситограммы (гистограммы) исследуемой ткани, отражающие степень эхогенности и степень однородности последней.

Изобретение, не следуя явным образом из уровня техники, имеет изобретательский уровень.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Исследование проводят с помощью многофункционального ультразвукового сканера, например "Aloka-630", оснащенного электронным линейным датчиком с рабочей частотой 7,5 МГц, работающего в режиме реального времени, позволяющего строить амплитудные гистограммы. Используют контактный транспальпебральный метод сканирования, причем плоскость сканирования глазного яблока не должна проходить через зону хрусталика. Исследования проводят в условиях неизменных стандартных предустановок показателей яркости и контрастности, мощности излучаемого и отраженного ультразвукового потока, за исключением вводимого ручкой потенциометра усиления отраженного сигнала G (Gain), которое позволяет достичь оптимального изображения ОВО на экране монитора в диапазоне 40-80 дБ.

Вначале выполняют ультразвуковое серошкальное сканирование в реальном масштабе времени для определения границ и локализации ОВО. Затем используют функцию "Гистограмма", с помощью которой, после очерчивания вручную зоны интереса (ОВО), строят амплитудную гистограмму, получают показатели Т, L и М, где Т - общее число элементов в очерченной области любого оттенка серого цвета, L - уровень оттенка серой шкалы (из 64 возможных), который наиболее часто встречается в очерченной области, М - число элементов наиболее часто встречающегося оттенка серого цвета в очерченной области.

Определяют отношение М/Т100 (индекс гомогенности, IH) и отношение L/G (индекс эхогенности, IE). По величине полученных индексов судят о наличии меланомы сосудистой оболочки глаза или псевдотуморозных образований.

Предлагаемым способом нами проанализировано 113 ультразвуковых изображений ОВО у 58 пациентов в возрасте от 18 до 83 лет (из них 32 женщины и 26 мужчин), из них: 40 изображений внутриглазных меланом (диагноз верифицирован гистологически), 27 изображений субретинальных и субхориоидальных кровоизлияний (кровоизлияния со временем подверглись полному обратному развитию под влиянием рассасывающей терапии), 46 изображений псевдотуморозной фазы центральной инволюционной дистрофии Кунта-Юниуса (диагноз подтвержден при флуоресцентной ангиографии и данными ретроспективного и динамического наблюдения за больными).

При анализе изображений по данным эходенситограмм (амплитудных гистограмм) определяли индексы гомогенности (IH) и эхогенности (IE).

Проведена статистическая обработка и интервальное оценивание математического ожидания индекса гомогенности (табл. 1) и индекса эхогенности (табл. 2) изображений ОВО [3, 6].

Как видно из данных, представленных в табл. 1 и 2, границы доверительных интервалов индекса гомогенности и индекса эхогенности изображений внутриглазных меланом не перекрываются с границами доверительных интервалов индекса гомогенности и индекса эхогенности псевдотуморозных образований (субретинальных и субхориоидальных кровоизлияний и центральной инволюционной дистрофии Кунта-Юниуса). Следует иметь в виду, что морфологическая структура субретинальных, субхориоидальных кровоизлияний и центральной инволюционной дистрофии Кунта-Юниуса очень сходна. Это позволяет использовать величины индекса гомогенности и индекса эхогенности в качестве критерия в дифференциальной диагностики ОВО.

Кроме того, исследовано, нет ли функциональной зависимости между индексом гомогенности и индексом эхогенности [4]. На примере группы дистрофий Кунта-Юниуса: после проверки распределения на нормальность коэффициент корреляции равен 0,0524 по выборке объемом 46 элементов. Величина коэффициента корреляции свидетельствует о том, что нет функциональной зависимости между индексом гомогенности и индексом эхогенности.

По критериям интегральных различий Колмогорова-Смирнова проверено влияние величины G на индексы гомогенности и эхогенности. Установлено, что в диапазоне G от 40 до 80 дБ последнее несущественно влияет на величины IH и IE.

Как видно из представленных данных, индексы IH и IE не зависят друг от друга (между ними отсутствует функциональная связь) и, следовательно, характеризуют различные свойства исследуемой ткани. Вместе с тем, IE и IH не зависят от G, то есть вводимое усиление не оказывает существенного влияния на величины индексов гомогенности и эхогенности и вследствие этого возможен произвольный режим G, обеспечивающий наилучшую визуализацию зоны интереса.

Таким образом, применение предлагаемого способа, включающего в себя использование в оценке ультразвуковых изображений индекса гомогенности и индекса эхогенности, характеризующих по сравнению с прототипом различные свойства исследуемой ткани, обеспечивает более точную дифференциальную диагностику объемных внутриглазных образований (ОВО), позволяющую отличить меланому хориоидеи от псевдотумора, в том числе и при непрозрачных оптических средах глаза.

Литература 1. Архипов С.Н., Гасилин B.C. Ультразвуковая амплитудная гистография в оценке структуры печени, почек, селезенки у больных постинфарктным кардиосклерозом //Клиническая медицина. 1988. - Т. - 667 - 1. - C. 39-42.

2. Дмитриенков Б.Н., Воронцов Ю.П., Милехин А.П. и др. Эходенситометрия органных структур при ультразвуковом скеннировании //BecTH. AMHCCCP. - 1981. - 12, C. 59-62.

3. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - М.: Наука, 1969. - 576 С.

4. Кулаичев А.П. Методы и средства анализа данных в среде "Windows" Stadia 6.0. - M.: НПО "Информатика и компьютеры", 1996. - 257 С.

5. Патент 2082319 Российской Федерации. RU 2082319 С1 - 6, А 61 В 8/08 Способ количественной оценки ультрасонографического изображения органов и тканей /А.Ю. Кинзерский, М.Л. Кинзерская, С.Н. Леонтьев, Д.В. Медведев. Патентообладатели они же: 94024339/14; Заявл. 09.06.94. 0публ. 27.06.97. Бюлл. 18 //Открытия. Изобретения. - 1997. - 18.

6. Петрович М. Л., Давидович М.И. Статистическое оценивание и проверка гипотез на ЭВМ. - М., 1989. - 191 С.

7. Пыков М.И., Шилин Д.Е., Рюмин Г.А. и др. Щитовидная железа у здоровых детей: количественные параметры эхоплотности и кровотока //Визуализация в клинике. - 1997. - 10. - С. 15-21.

8. Dwyer S. J.Ш, Stewart B.K., Sayre J.W. et al. Performance characteristics and image fidelity of gray-scale monitors. In: Honeyman J.C., Staab E.V., eds. Syllabus: a special course in computers for clinical practice and education in radiology. Oak Brook, Illinoise: Radiological Society of North America, 1992; 117-124.

Формула изобретения

Способ оценки объемных внутриглазных образований по их ультразвуковому изображению, включающий наведение датчика на объект, получение его изображения, очерчивание зоны интереса и построение амплитудной гистограммы в условиях неизменных стандартных параметров настройки прибора, за исключением параметра G (Gain), отличающийся тем, что дополнительно определяют индекс гомогенности IH= M/E100 и индекс эхогенности IE= L/D, где Т - общее число элементов в очерченной области любого оттенка серого цвета, L - уровень оттенка серой шкалы, который наиболее часто встречается в очерченной области, М - число элементов наиболее часто встречающегося оттенка серого цвета в очерченной области, G - степень усиления отраженного сигнала, определяемая по шкале регулятора усиления прибора, и по величине полученных индексов судят о наличии меланомы сосудистой оболочки глаза или псевдотуморозных образований.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2