Четверг, 23.11.2017, 11:27
Приветствую Вас Гость
Главная | Регистрация | Вход
Дальневосточный центр телемедицины ГБОУ ВПО ДВГМУ МЗ РФ
Цифровая фотосъемка медицинской информации


Методика цифровой фотосъемки в медицине

Медицинская информация, используемая для телемедицинских целей, должна быть представлена в цифровом виде. Для реализации этой задачи существуют два пути:
1). Первоначальное получение результатов обследования в цифровом виде (для этого используется компьютеризированная диагностическая апаратура, поддерживающая DICOM, SCPECG и иные международные стандарты для обмена медицинской информацией в цифровом виде).
2). Оцифровка вида места болезни, медицинской документации, результатов методов обследования и т.д.

Наиболее оптимален первый путь. Однако, в ряде случаев требуется дополнительная оцифровка специфических видов медицинской информации – вид locus morbi, общий вид пациента, информация на бланках (твердые носители) и т.д. К тому же, в настоящее время полное обеспечение медицинских учреждений (на всех уровнях медико-санитарной помощи) компьютеризированной диагностической аппаратурой практически не встречается. Поэтому наиболее часто в процессе подготовки данных для телемедицинской процедуры приходится производить оцифровку вида пациента, а также - медицинской документации и результатов диагностических обследований с твердых носителей.

Обычно это проводится двумя способами: сканированием и цифровой фотосъемкой (фотосъемка с помощью цифровой камеры). В повседневной лечебно-диагностической работе для подготовки медицинской информации к телемедицинской процедуре наиболее часто используются цифровые фотокамеры. Можно сказать, что цифровая фотокамера – это основной инструмент врача, практикующего телемедицину; с ее помощью можно быстро и качественно оцифровать практически любой вид медицинской информации, при этом отметим низкую стоимость и простоту эксплуатации данных устройств.
Однако, в клинической практике наряду с фотокамерами для оцифровки некоторых видов медицинской информации используются также сканеры. Сканирование (планшетный сканер – периферийное устройство персонального компьютера) наиболее эффективно для преобразования в цифровой формат данных с непрозрачных носителей (сонограммы, электрограммы, клинические фотографии и т.д.). Фотосъемка с помощью цифровой камеры – для оцифровки информации с прозрачных носителей (рентгенограмма, МРТ и т.д.). Однако, использование сканеров со слайд-модулями позволяет эффективно оцифровывать и прозрачные носители. Существуют специальные сканеры (т.н. film digitazer) для сканирования рентгенограмм и иных прозрачных носителей, но цена таких устройств весьма высока, поэтому встречаются они крайне редко.

Цифровая фотосъемка – основной метод оцифровки информации для телемедицинских целей.

Метод сканирования является дополнительным, опишем его вкратце.
Основные приемы работы с планшетным сканером:
1) Сканирование информации с твердых непрозрачных носителей (текст и графические изображения на бумаге, фотографии и т.д.);
2) Сканирование информации на прозрачных носителях (пленка) с помощью слайд-модуля);
3) Сканирование информации на прозрачных носителях (пленка) в проходящем свете.
Наиболее эффективен первый прием. С его помощью можно оцифровывать медицинскую информацию на бланках, эпикризы, фрагменты историй болезни, результаты анализов, консультаций, осмотров, а также сонограммы, термограммы, сцинтиграммы и т.д. Второй прием используется для оцифровки рентгенограмм, томограмм и т.д., однако применение его бывает затруднительно из-за несоответствия размеров слайд-модуля и формата пленки, на которой имеется радиологическое изображение. В таких случаях проводят сканирование отдельных фрагментов и последующее «склеивание» их с помощью графического редактора. В таком случае изображение имеет низкую диагностическую ценность из-за плохого качества графического файлa Третий прием (т.н. «аматорский») – со сканера снимают крышку, а пленку просвечивают сверху настольной лампой, негатоскопом и т.д. Диагностическая ценность подобных изображений близка к нулю. Такой прием используется при крайне низком техническом обеспечении.
 
Цифровая фотокамера – универсальное техническое приспособление современной телемедицины. Именно цифровая фотокамера, которая помещается в кармане халата, позволила телемедицине стать настольным инструментом любого врача, наравне со стетоскопом, шприцем и скальпелем. Это доступная, дешевая и эффективная технология.
Основные приемы работы с цифровой фотокамерой:
1) Цифровая фотосъемка данных визуализирующих методов исследования (с бумажных, пленочных и иных видов носителей);
2) Цифровая фотосъемка locus morbi или общего вида пациента (в том числе, получение «серийных снимков» или короткой видеозаписи движений, мимики, походки и т.д. пациента);
3) Цифровая фотосъемка лечебных и диагностических процедур и операций;
4) Цифровая фотосъемка медицинской документации для архивирования.
Оборудование. В настоящее время на рынке представлено значительное количество разнообразных цифровых фотокамер с широким диапазоном цен и технических характеристик. При выборе цифровой камеры для медицинских целей следует обратить внимание на наличие следующих компонентов:
- полноценный объектив;
- оптическое и цифровое приближение (зум от англ. zoom);
- функция стабилизации изображения;
- наличие режимов съемки без вспышки и макросъемки;
- функция выбора компрессии изображения;
- функция записи видео (можно без звука).

Отметим, что для оцифровки томограмм на прозрачных носителях следует использовать 5-ти мегапиксельные и выше фотокамеры. Дополнительное оснащение для цифровой фотосъемки медицинской информации:
- штатив;
- инструменты-шаблоны;
- 1-2 настольные лампы (с обычными лампочками, дающими «желтый» свет);
- ткань для фона.
Применение штатива позволяет значительно повысить качество получаемых фотографий и облегчить процесс их получения. Для повышения диагностической ценности изображений, получаемых с помощью цифровой фотокамеры, используют специальные инструменты – шаблоны-линейки и шаблоны-негативы . На специальные линейки наносятся: шкала для измерения длины (16-20 см), транспортир для определения угла, шкала градаций серого цвета, шаблоны цвета (10 цветов). Шаблон негатив представлет собой прозрачную пленку с градациями серого цвета. С помощью подобных инструментов выполняются следующие задачи:
- калибровка и точная настройка фотокамеры,
- верификация точности воспроизведения цветов, степени сжатия изображения и резкости,
- определение повышенной или недостаточной экспозиции,
- определение угловых отклонений изображения,
- определение истинных размеров различных объектов, их взаиморасположение,
- обеспечение анонимности фотографии (закрытие глаз пациента, маркировки рентгенограмм и т.д.).
В целом инструменты-шаблоны обеспечивают более высокую диагностическую ценность цифровых фотографий, используемых для телемедицинских целей.

Освещение. Качество, цветовая гамма и так называемая «температура» изображения одного и того же объекта могут сильно варьироваться в зависимости от типа освещения. Цифровую фотосъемку медицинской информации производят без вспышки либо с применением диффузора (для обеспечения диффузности освещения вспышкой). Использование вспышки зачастую приводит к получению
изображения с «превышенной экспозицией», из-за сильного отражения белая заливка скрывает большинство деталей. Применение вспышки возможно лишь в условиях крайне плохого освещения, в ночное время и т.д. и только для фотосъемки места болезни; при этом для устранения «превышенной экспозиции» следует увеличивать физическое расстояние между фотокамерой и объектом (для приближения объекта использовать зум). Никогда не используют вспышку для цифровой фотосъемки с негатоскопа.

Цифровую фотосъемку прозрачного носителя на негатоскопе желательно производить в затемненных условиях (выключен свет, окна зашторены). Непрямой дневной свет оптимален для медицинской циф
ровой фотосъемки места болезни, пациента и т.д. Но качество такого освещения сильно зависит от времени суток, погоды, по мещения и т.д. Альтернативным непрямому дневному является «желтый»
свет обычных ламп накаливания. Несколько подобных ламп обеспечивают нормальное освещение и цветопередачу объекта с некритичной выраженностью желтого цвета. Но при этом важным вопросом является позиционирование источника света. Объект и источник должны быть расположены таким образом, чтобы минимизировались возможные тени. Прямое освещение обеспечивает максимально качественную цветопередачу. Боковое освещение обеспечивает максимально качественную детализацию структуры поверхности объекта Флюоресцентное, галогеновое освещение, лампы «дневного света» – для медицинской цифровой фотосъемки не используются, т.к. они сильно искажают цвет объекта, вызывают сине-зеленую окраску, создают артефакты в виде горизонтальных и вертикальных полос.
 
Фон. Прозрачный носитель (рентгенограмму, томограмму) размещают на негатоскоп. Для улучшения качества изображения оставшиеся свободными участки его поверхности закрывают непрозрачным темным материалом (черным картоном). При фотосъемке места болезни используют контрастную, матовую, гомогенную поверхность, предпочтительно серого цвета. Фон белого цвета (простынь, халат, пеленка) дает хорошее контрастирование, но избыток отраженного света может ухудшить качество изображения в целом. Для дерматологических изображений рекомендуют черный фон. Зеленый или синий цвет (хирургическое белье) также дает хорошее контрастирование, но следует учитывать возможное влияние такого фона на цвет объекта.
 
Размещение фотокамеры. Фотокамеру желательно устанавливать на штативе. Фотокамера должна быть центрирована относительно негатоскопа и объекта. Расстояние до объекта должно быть максимальным, обеспечивающим желаемое качеством съемки; при этом приближение объекта осуществляется с помощью функции зум. Подобный подход обеспечивает уменьшения отражения и улучшения резкости. При этом считается, что оптимальным расстоянием до объекта является 40-60 см, при физическом уменьшении данного расстояния применяется режим макросъемки.
 
Режим съемки. Большинство цифровых фотокамер имеют встроенную функцию автоматической настройки всех параметров съемки. Ручная настройка в клинических условиях выполняется редко. Именно автоматический режим оптимален для большинства медицинских ситуаций. При съемках на малом расстоянии нужно уменьшать экспозицию для улучшения контрастности, а также использовать режим макросъемки. Приближение объекта функцией зум и увеличение времени экспозиции могут ухудшить резкость. При расстоянии менее 40 см до объекта применяется режим макросъемки. При фотографировании пациента с темной кожей необходимо увеличить экспозицию.
 
Фотосъемка. Цифровые фотографии должны обеспечивать анонимность и приватность (в любом случае должно быть получено согласие пациента на использование цифровых фотографий в телемедицинских целях). Перед фотосъемкой места болезни необходимо максимально убрать с поверхности кожи кремы, мази, красящие антисептики и т.д. Каждый объект (проекция, вид и т.д.) должен быть сфотографирован 2-3 раза подряд для последующего отбора наиболее качественного изображения. Должна быть понятна локализация: первый снимок меньшего качества обзорный, указывающий локализацию, распространенность; второй – прицельный, диагностический.
 
Проблемы и их устранение.
На снимке белое пятно, отблеск вспышки – физически увеличить расстояние от камеры до объекта, выключить вспышку.
На фотографии на фоне негатоскопа имеются полосы - осторожно увеличить экспозицию, изменить баланс белого цвета.
Плохая резкость, «размытость» фотографии – осторожно уменьшить экспозицию; изменить фокусное расстояние; метод коррекции настройки: четкий предмет (авторучка) может быть помещен на негатоскоп в процессе фокусировки изображения («первая половина щелчка») и быстро убрана при съемке («вторая половина щелчка»).
Излишне светлое или излише темное изображение – отрегулировать экспозицию.
При фотосъемке объекта на негатоскопе из-за негомогенности света (паралелльное расположение нескольких ламп внутри негатоскопа) возникают разнообразные проблемы (полосы, «засвеченные» участки и т.д.) – отрегулировать экспозицию; для объектов небольшого размера возможно перемещение его на другой участок негатоскопа с новым центрированием фотокамеры; иногда подобные проблемы устраняются путем использования функции зум. 
 
 Общие алгоритмы фотосъемки
Снимок каждого вида объекта должен быть продублирован 2-3 раза. В процессе компьютерной обработки из полученных серий изображений отбирают наиболее качественные, которые и используют затем для телемедицинских целей.

Общий алгоритм цифровой фотосъемки места болезни
1). Получить согласие пациента.
2). Устранить с объекта повязки, мази, кремы, красящие антисептики и т.д.
3). Разместить объект на фоне со следующими характеристиками:
- однотонный и гомогенный,
- тусклый и матовый,
- цвет должен хорошо контрастировать с проявлениями данного патологического процесса (светло-серый, бледно-зеленый или синий).
При необходимости объект может быть фиксирован самим пациентом или помощником, подушкой-валиком и/или ограничен перевязочным материалом, полосой серого картона с прорезанным «окном».
Рядом с объектом размещают шаблон-линейку (или иной шаблон цвета, масштаба и т.д.).
4). Подобрать освещение со следующими характеристиками:
- однородное,
- без теней,
- безопасное для пациента.
Оптимально – непрямой дневной свет, при необходимости –дополнительные боковые или прямые лампы (лампы накаливания, дающие «желтый» свет).
5). Настроить камеру:
- размер изображения 1024х768 пикселей,
- баланс белого - автоматический,
- качество - «uncompressed» или «low compression» (без сжатия или с минимальным сжатием),
- отключить вспышку или использовать диффузор.
6). Разместить фотокамеру:
- установить камеру на штатив,
- камеру поместить как можно дальше от объекта,
- объектив центрировать по области места болезни,
- использовать зум для приближения изображения места болезни,
- отрегулировать резкость (фокус).
7). Выполнить фотосъемку:
- получить обзорное тестовое изображение,
- получить обзорное тестовое изображение в режиме макросъемки,
- оценить качество и диагностическую ценность полученных изображений на экране фотокамеры,
- произвести соответствующие изменения в настройках фотокамеры, освещения, положения и т.д.,
- получить обзорное изображение,
- использовать зум или изменить положение камеры для приближения и выделения изображения места болезни,
- отрегулировать резкость (фокус),
- получить прицельное изображение (в виде серии из 2-3 изображений),
- сменить угол, позицию фотокамеры по отношению к месту болезни, получить прицельное изображение (в виде серии из 2-3 изображений),
- при необходимости повторить смену позиции фотокамеры и фотосъемку.
Общий алгоритм цифровой фотосъемки прозрачного носителя на негатоскопе:
1). Получить согласия пациента.
2). Разместить негатив-шаблон на негатоскопе:
- получить изображение негатива-шаблона (согласно пп.4-7),
- вернуться к п.3.
3). Разместить объект на негатоскопе:
- поместить объект (пленку) на негатоскоп,
- маскировать неиспользуемую поверхность негатоскопа непрозрачным материалом темного цвета (картоном).
4). Подготовить оптимальное освещение:
- выключить свет в помещении,
- зашторить окна.
5). Настроить камеру:
- размер изображения 1024х768 пикселей,
- баланс белого - автоматический,
- качество - «uncompressed» или «low compression» (без сжатия или с минимальным сжатием),
- отключить вспышку.
6). Разместить фотокамеру:
- установить камеру на штатив,
- камеру поместить как можно дальше от объекта,
- объектив центрировать по центру объекта,
- использовать зум для приближения изображения объекта,
- отрегулировать резкость (фокус).
7). Выполнить фотосъемку:
- получить тестовое изображение,
- оценить качество и диагностическую ценность полученного изображения на экране фотокамеры,
- произвести соответствующие изменения в настройках фотокамеры, освещения, положения и т.д., возможно использовать режим макросъемки,
- использовать зум или изменить положение камеры для приближения и выделения изображения объекта,
- получить серию из 2-3 аналогичных изображений.
 Компьютерная обработка (редактирование) цифровых фотографий
Полученные цифровые фотографии с карты памяти фотокамеры копируют в компьютер с помощью USB-кабеля или кардридера и сохраняют на жестком диске в виде серошкальных или полноцветных графических файлов формата JPEG в отдельной папке. Затем с помощью программы просмотра графических файлов оценивают каждое изображение (диагностическую ценность, резкость, цветопередачу и т.д.) и отбирают оптимальные фотографии, которые копируют в отдельную папку для редактирования (первоначальные копии сохраняются в архиве!).
Собственно редактирование цифровых фотографий медицинской информации преследует следующие цели:
- уменьшение физического размера файлов с фотографиями без уменьшения диагностической ценности;
- повышение качества и диагностической ценности изображения;
- устранение неинформативных участков;
- обеспечение анонимности.

Основные приемы редактирования цифровых фотографий:
- поворот изображения (на 90 или 180);
- обрезка;
- изменение палитры;
- уменьшение пиксельного размера изображения;
- устранение персональной информации.
Изменение пиксельного размера приводит к необратимому уменьшению качества изображения. Поэтому обязательным является сохранение копии первоначальных фотографий.
Подавляющее большинство радиологических изображений (рентгенограмм, томограмм) для телемедицинских целей используются в серошкальном виде, поэтому при их компьютерной обработке производится соответственное изменение палитры (с «полноцветной» на «оттенки серого»). Этот прием одновременно обеспечивает лучшее диагностическое качество и уменьшение физического размера файла.

Для изображения места болезни используют минимум два снимка:
- обзорную фотографию анатомического сегмента,
- прицельную фотографию места болезни.
Первый снимок служит для обозначения локализации, распространенности патологического процесса; второй – для морфологической идентификации. Прицельную фотосъемку лучше выполнить из нескольких позиций, под разным углом относительно объекта – это обеспечивает большую диагностическую ценность. В ряде случаев стандартным является предоставление и третьего снимка – специального; например, в дерматологии таковым является дермаскопическое изображение.

Этапное отображение места болезни
Если в течение некоторого времени выполяется серия снимков одного и того же объекта, отображающих динамику процесса, то в каждом случае нужно создавать аналогичные условия для фотосъемки (фон, освещение, приближене, положение в пространстве, проекция и т.д.).

Особенности цифровой фотосъемки в дерматологии.
Для теледерматологических целей используются графические файлы формата JPEG с разрешением минимум 75 точек/дюйм, размером изображения 1200х1600 пикселей (в ряде случаев допустимо, но не рекомендуется, уменьшение размера до 800x600), палитрой полноцветной 24-битная RGB.
Если поражение не единичное, то на фотографии необходимо отобразить симметричные анатомические области. Например, если на правом коленном суставе имеется сыпь, то цифровая фотография должна включать оба коленных сустава и частичные изображения бедра и голени.
 
Особенности цифровой фотосъемки в травматологии и ортопедии.
Для телетравматологических и телеортопедических целей используются графические файлы формата JPEG.
Характеристики телетравматологического и телеортопедического изображения:
Изображение места болезни должно быть получено в прямой и нескольких косых проекциях, которые качественно отображают клиническую картину. При необходимости выполняют ряд фотографии, отображающих функцию, объем движений, характерные симптомы.
Критичным моментом диагностики по цифровым фотографиям места болезни (раны, открытого перелома и т.д.) является правильная дифференциация анатомических образований (костных фрагментов, мышц, сухожилий), которая может быть затруднена из-за кровотечения. Непосредственно перед фотосъемкой кровь может быть удалена асептической салфеткой.
Литература:
 
Владзимирский А.В. Телемедицина. Монография. Донецк, ООО Цифровая типография, 2011. 437 с.
 
Copyright MyCorp © 2017
Бесплатный конструктор сайтов - uCoz