Реферат: Передача информации из ультразвуковой медицинской диагностической установки ALOCA SSD650

Аннотация

Дипломный проект посвящен разработкесистемы передачи данных из ультразвуковой медицинской диагностическойустановки, а также получением диагностически адекватного изображения длядальнейшей диагностики, анализа и хранения. Обработка полученных изображенийбазируется на программном комплексе CTsoft.

Система предназначена для работы вотделениях ультразвуковой диагностики и не требует от пользователядополнительных знаний по программированию и техническому обслуживаниюперсональных компьютеров. Она предоставляет пользователю удобный экранныйинтерфейс для получения и обработки высококачественных изображений, переданныхиз ультразвуковой медицинской диагностической установки, кроме того, онапредусматривает возможность дальнейшей передачи полученных данных покомпьютерной сети.

Система прошла опытную эксплуатацию винституте хирургии им А. В. Вишневского в рамках проекта «телемедицина».Отчетные материалы к дипломному проекту включают пояснительную записку, 3приложения и графический материал.

Содержание

TOC o «1-3» Введение PAGEREF_Toc454809610 h 4

Обзор литературы PAGEREF_Toc454809611 h 7

Разработки телемедицины в мире PAGEREF_Toc454809612 h 7

Необходимость “телемедицины” в России PAGEREF_Toc454809613 h 9

Задачи здравоохранения, решаемые с применением телемедицинских технологий PAGEREF_Toc454809614 h 12

Формы применения телемедицинских технологий для решения задачздравоохранения PAGEREF_Toc454809615 h 15

Приложения телемедицины в клинической практике PAGEREF_Toc454809616 h 16

Требования к передаче телемединформации PAGEREF_Toc454809617 h 17

Анализ возможности передачи медицинских данных существующими программно –аппаратными средствами PAGEREF_Toc454809618 h 20

Подключение ультразвуковой медицинской диагностической установки ALOKA SSD- 650 PAGEREF_Toc454809619 h 23

Ультразвуковая диагностическая установка ALOKA SSD – 650 PAGEREF_Toc454809620 h 25

Общие характеристики устройства PAGEREF_Toc454809621 h 25

Принцип построения выходного сигнала PAGEREF_Toc454809622 h 27

Устройство согласования УЗИ с персональным компьютером первичной обработкиданных PAGEREF_Toc454809623 h 29

Основные характеристики HI*DEF Plus LF PAGEREF_Toc454809624 h 31

Формат файла получаемого изображения PAGEREF_Toc454809625 h 32

Персональный компьютер первичной обработки PAGEREF_Toc454809626 h 35

Локальная вычислительная сеть PAGEREF_Toc454809627 h 38

Особенности построения компьютерной сети для института хирургии им. А. В.ВишневскогоPAGEREF_Toc454809628 h 38

Программное обеспечение и сетевое оборудование PAGEREF_Toc454809629 h 43

Персональный компьютер консультанта PAGEREF_Toc454809630 h 45

Использование фильтров PAGEREF_Toc454809631 h 46

Фильтр сглаживания PAGEREF_Toc454809632 h 48

Фильтр усредненного сглаживания PAGEREF_Toc454809633 h 49

Фильтр подчеркивания контуров PAGEREF_Toc454809634 h 50

Фильтр обработки полутонов PAGEREF_Toc454809635 h 51

Последовательное использование фильтров PAGEREF_Toc454809636 h 52

Заключение PAGEREF_Toc454809637 h 54

Выводы и результаты: PAGEREF_Toc454809638 h 55

Список литературы PAGEREF_Toc454809639 h 56

Приложение 1 PAGEREF_Toc454809640 h 58

Формат информационного поля файла изображения PAGEREF_Toc454809641 h 58

Приложение 2 PAGEREF_Toc454809642 h 63

Модуль формирования фильтров изображений (С++) PAGEREF_Toc454809643 h 63

Приложение 3 PAGEREF_Toc454809644 h 95

Описание программы обработки изображений Ctsoft PAGEREF_Toc454809645 h 95

Введение

Несмотря на сложность экономической ситуации, в стране быстронарастает парк современной медицинской аппаратуры: ультразвуковые аппараты,компьютерные томографы, биохимические анализаторы и т.д. Однако, в силунеполного использования современных медицинских знаний, новые методикивнедряются на местах крайне неэффективно. Как показывает опыт, уровеньдиагностики и лечения в центральных клиниках (а они сосредоточены главнымобразом в Москве) значительно превосходит уровень практического здравоохраненияв стране, даже при том, что разница в уровне оснащения не велика. При этом вмедицине объем знаний удваивается в 1,5 — 2 раза быстрее по сравнению с другимиразделами науки. Таким образом,стратегически важной задачей становится организация принципиально новоговзаимодействия работников практического здравоохранения с центральныминаучно-диагностическими учреждениями, так чтобы практическое здравоохранение врегионах могло бы оказывать высококвалифицированную помощь населению, используяимеющееся оборудование и интеллектуальный потенциал лучших клиник страны.

Экономическая ситуация в стране изменилась таким образом, чтодиагностическая помощь населению регионов со стороны центральных клиникстановится практически недоступной, при том, что ресурсы ведущих медицинскихцентров вполне позволяют оказывать эту помощь. Затраты на приезд в Москвустановятся сравнимыми, а подчас и превосходят саму стоимость диагностики и лечения.Как показывает статистика широкопрофильного медицинского центра (Институтахирургии им. А.В. Вишневского РАМН) до 1995 года за диагностической помощьюобращалось порядка 10-12 тыс. пациентов в год из различных регионов страны,сейчас это количество упало до 1 тыс., при этом Институт в год проводитобследования до 70 тыс. пациентов (москвичи) и в состоянии довести это число до120-150 тыс.

Имеющиеся и активно развивающиеся в стране современные средствасвязи (спутниковая, оптоволоконная, радиорелейная) позволят объединитьрегиональные и центральные лечебные учреждения в единую сеть и таким образомобеспечить “доставку интеллектуального потенциала лучших клиник страны в теместа, где в нем экстренно нуждаются”.

Очень большие перспективы в этом плане сулит“телемедицина” — сочетание современных научных методов диагностики и лечениязаболеваний с ускоренной обработкой и анализом клинико-физиологической имедико-социальной информации на базе электронно-вычислительной техники исредств связи в режиме теледоступа.

Выполнение перечисленных выше задач невозможно безтехнической базы, которая должна быть реализована в каждом медицинскомучреждении, входящим в проект «телемедицина». Эта техническая база должнавключать в себя парк персональных компьютеров, объединенных в единую сеть сцентрализованной базой данных, подключением к медицинским диагностическимустановкам и иметь выход на внешние линии связи.

Вопросы рассматриваемые в рамках нашего дипломногопроекта включают в себя решение следующих задач:

Ø

В дипломном проекте рассмотрен вопрос подключенияультразвукового диагностического аппарата к сети и решение обеспечениякачественной передачи данных по сети. С возможностью вывода на печать сиспользованием печатающих устройств общего назначения. А также анализ полученныхданных.

Обзор литературыРазработки телемедицины в мире

Первой страной, поставившей телемедицину на практическиерельсы стала Норвегия, где имеется большое количество труднодоступных длятрадиционной медицинской помощь мест. Второй проект был осуществлен во Франциидля моряков гражданского и военного флотов. А сегодня уже трудно назватьзападно — европейскую и американскую страну, где бы не развивалисьтелемедицинские проекты, причем особый размах нарастание сеансов «телемедицины»получило в США.[8]

Получают развитие и международные сети медицинскихтелекоммуникаций, направленных на разные цели: система “Satellife” дляраспространения медицинских знаний в развивающихся странах и подготовки кадров,“Planet Heres” — предложенная ВОЗ система глобальных научных телекоммуникаций,международной научной экспертизы и координации научных программ, другие системыи сети.

Толчком к развитию телемедицины стало и то, что быстрыйпрогресс современных методов исследования привел реально к социальнонеприятному следствию: отставанию уровня диагностики в учрежденияхпрактического здравоохранения в регионах сколь угодно развитой страны отцентральных исследовательских и клинических медицинских центров. И по мере бурногоразвития медицинской науки этот разрыв не сокращается, а увеличивается. Поэтомустратегически важной задачей во многих странах стала организация принципиальнонового взаимодействия работников практического здравоохранения с центральныминаучно—диагностическими учреждениями, направленного на обеспечение эффективной,высококвалифицированной и эшелонированной медико—санитарной помощи.[5]

Необходимость “телемедицины” в России

Развитие телемедицины в России необходимо по ряду причин и,более чем в любой другой развитой стране, должно опираться на учет многолетнихтрадиций эшелонированной медико–санитарной помощи, больших расстояний,трудностей оснащения всех медицинских учреждений современной диагностической идругой медицинской техникой.

1. Разрыв между уровнем диагностики в сети практическогоздравоохранения и в ведущих медицинских центрах России больше, чем в Германии,Франции или США. Десять лет назад это было связано с большой разницей в уровнеоснащения, сегодня – с системным кризисом здравоохранения, резким сокращениемфинансирования, буквальным «отрывом» периферии от центра.

2. Социально–экономические изменения в странесделали диагностическую и консультативную помощь населению регионов со стороныцентральных клиник практически недоступной, притом что ресурсы ведущихмедицинских центров вполне позволяют оказывать эту помощь. Затраты на приезд вМоскву становятся сравнимыми, а подчас и превосходят саму стоимость диагностикии лечения. Социальное напряжение в регионах и их претензии к центру растут, способствуяи росту центробежных тенденций.

3. В случае, если заболевание попадает в разряд бюджетной илистраховой медицины и обходится больному бесплатно, пациент обычно находится врегиональной клинике 10–15 дней и в результате диагностики устанавливается, чтоему могут помочь только в центре. Он направляется в центр, госпитализируется, ипроцесс диагностики повторяется в течение тех же 10 – 15 дней. Этонеоправданное расходование ресурсов может быть предотвращено за счетдистанционного консилиума при унификации диагностических процедур на базе современнойтехники и полноценной передачи диагностической информации.

4. Между тем страна связывалась воедино разными способами, вт.ч. и эшелонированной системой медицинской помощи как в годы мира. так ивойны. Это было основой военно–медицинской доктрины периода ВОВ, специализированной помощи впослевоенные годы. Эта психология воспринята народом. Сегодня эта доктринаразрушена, управленческая вертикаль разрушена. Но разрушена и методологическаявертикаль медицинской помощи, разрушено единство научного сообщества.[7]

Телемедицина позволяет компенсировать значительнуючасть потерь, но больше того, она компенсирует это не на прежнем, а накачественно новом уровне телекоммуникаций и неизмеримо больших возможностей быстрогополучения, обработки, передачи и анализа больших массивов информации, чтоделает качественно новым и уровень диагностики болезней, изменяет связи центраи периферии без простого патронажа со стороны центра (в отношении науки).

Это скачок в новую информационную эпоху, причем вполневероятно, что в России телемедицина даст даже больший эффект, чем за рубежом,именно в силу наших традиций и менталитета. При этом могут быть использованытрадиционные преимущества системы здравоохранения, при которой звенья первичноймедико–санитарной помощи (ПМСП) выдвигаются как можно ближе к населению, туда,где люди живут и работают, а специализированная и высококвалифицированнаяпомощь оказывается в тех городах, где для организации такой помощи имеютсяфинансовые и техническое возможности и где численность населения обеспечиваетдостаточное количество сложных клинических случаев заболеваний.

Это будет не простая компенсация прошлых функций, а переводих на качественно новый технический и методологический уровень (равный переходуот писем и курьеров к современному телефону, телевидению и пр.).

Реализация проекта“Телемедицина” позволит повысить уровень медико–санитарной помощи населению, обеспечитьускоренный рост научно–практического потенциала медицинских учреждений регионов.[17]

Задачи здравоохранения, решаемые с применениемтелемедицинских технологий

Возможности использования телемедицины разнообразныи раскрываются по мере накопления опыта, они, несомненно, могут оказатьзначительное воздействие на решение всех функций системы здравоохранения: наразвитие и координацию науки, профилактику заболеваний, экстренную и плановуюпомощь при заболеваниях, подготовку и усовершенствование кадров, маневрированиематериально–техническими ресурсами, управление системой и повышениеэффективности ее функционирования как в чрезвычайных ситуациях, так и прирешении типовых задач в плановом порядке.[18]

В самом общем виде можно сказать, что здравоохранениенуждается в обработке больших массивов информации и телекоммуникациях для:

Ø

Мониторингаи оценки состояния и динамики здоровья населения, в т.ч. наиболее угрожаемыхгрупп и отдельных людей, а также факторов внешней природной и социальной Среды,влияющих на здоровье населения;

Ø

Мониторингасостояния системы здравоохранения, ее резервов и готовности к решению текущих иэкстренных проблем;

Ø

Обеспеченияэффективной первичной медико—санитарной помощи (ПМСП) для всех (в любое время,в удаленных и труднодоступных местах)

Ø

Обеспечениявысоквалифицированной немедленной медико—санитарной помощи (МСП) в экстренныхситуациях (повсеместно).

Ø

Обеспеченияплановой методологической поддержки региональным и местным органам иучреждениям здравоохранения со стороны центральных (федеральных и других) научно—исследовательских,клинических и организационных центров в решении сложных проблем диагностики,лечения и профилактики заболеваний.

Ø

Подготовкии усовершенствования медицинских кадров.[13]

<img src="/cache/referats/11419/image006.gif" v:shapes="_x0000_s1028">
<div v:shape="_x0000_s1029"> Станции глобальной связи <img src="/cache/referats/11419/image007.gif" v:shapes="_x0000_s1031"> <div v:shape="_x0000_s1030"> Локальный сервер клиники <img src="/cache/referats/11419/image008.gif" v:shapes="_x0000_s1032"> <img src="/cache/referats/11419/image009.gif" v:shapes="_x0000_s1034"> <img src="/cache/referats/11419/image009.gif" v:shapes="_x0000_s1035"> <img src="/cache/referats/11419/image009.gif" v:shapes="_x0000_s1036"> <img src="/cache/referats/11419/image009.gif" v:shapes="_x0000_s1037"> <div v:shape="_x0000_s1038"> Локальные рабочие станции

Формы применения телемедицинских технологий длярешения задач здравоохранения

Ø

Телеконференции(научные и научно—практические, методологические и др.)

Ø

Телеконсилиумы(двух— и многосторонние)

Ø

Консультациии организационная помощь при экстренных и чрезвычайных ситуациях (бедствия,аварии, травмы, эпидвспышки и др.)

Ø

Дистанционныймониторинг больных (ЭКГ и пр.)

Ø

Автоматизированныеистории болезни (что особенно важно в страховой медицине). При необходимостиможет осуществляться передача содержащейся в них информации (при переездепациента в другой город, при заочных консультациях и пр.), включая передачу неискаженныхизображений (ЭКГ, рентгенограммы, УЗИ, лабораторные данные, др.)

Ø

Теледоступв научные Базы данных в центральных учреждениях России, стран СНГ и взарубежных научных центрах.

Ø

Взаимодействиес Международными сетями и системами телемедицины и телекоммуникаций (ВОЗ, НИЗ,др.). [12]
Приложения телемедицины в клинической практике

·

Телеконференции и консультации

·

Документооборот

·

Страховая медицина

·

Базы данных

·

Лабораторные исследования

·

Гистология

·

Эндоскопия · ·

·

Электрофизические методы <img src="/cache/referats/11419/image013.gif" " " v:shapes="_x0000_s1048"> <img src="/cache/referats/11419/image014.gif" " " v:shapes="_x0000_s1049"> <img src="/cache/referats/11419/image015.gif" " " v:shapes="_x0000_s1050"> <img src="/cache/referats/11419/image019.gif" v:shapes="_x0000_s1039 _x0000_s1040 _x0000_s1041">

·

Трехмерная визуализация

·

Планирование операций

·

Рентгенология

·

Сосудистая хирургия

·

Ультразвуковые исследования <img src="/cache/referats/11419/image024.gif" " " v:shapes="_x0000_s1052"> <img src="/cache/referats/11419/image027.gif" v:shapes="_x0000_s1042 _x0000_s1044">

·

Компьютерная томография

·

Магнитно – резонансная томография <img src="/cache/referats/11419/image028.gif" " " v:shapes="_x0000_s1051"> <img src="/cache/referats/11419/image031.gif" v:shapes="_x0000_s1046 _x0000_s1047">

Требования к передаче телемединформации

Для решения большинства задач телемедицины необходим режимтелеконференции, когда врачи в отдаленном медицинском учреждении и вцентральном институте видят друг друга и пациента, могут разговаривать междусобой. Однако этого недостаточно, поскольку основную информацию при сложныхдиагностических случаях врач получает в виде изображений внутренних органов илибиопсий. Это — микроскопические, рентгеновские, ультразвуковые, радиоизотопныеисследования и их более сложные и аналоги, как компьютерная томография,динамическая ангиография.

Поэтому системы телемедицины (СТМ) должны быть готовы кпередаче (без потери качества) следующих видов информации: изображения,получаемые с диагностической аппаратуры, аналоговые сигналы, таблицызакодированной информации и/или свободный текст.[16]

Необходимы единые стандарты для объединения разнородныхформатов изображений и создания единого цифрового набора для его дальнейшейпересылки. Существующие в Германии «Sienet», в США «PAКS» идругие еще не удовлетворительны по «интеллектуальной» наполненности,поэтому аналогичные подходы развиваются в России (в МГУ, ИКИ и др.) на уровне,заметно превосходящем упомянутые коммерческие системы.

Требования к аппаратуре для передачи и воспроизведенияизображений высоки. При воспроизведении компьютерно—томографических,рентгеновских и ультразвуковых изображений необходимы не менее 256 градаций«серого» цвета. Высокой должна быть и скорость передачи изображений.Поэтому во избежание быстрого морального старения системы необходимозакладывать скорость передачи порядка 2,048 мБит/с.

Существенную часть информации о больном составляют аналоговыесигналы (ЭКГ, ЭЭГ, реограммы и др.), которые практически повсеместно эти кривыеоцифровываются до введения в компьютер. Частотный диапазон всех физиологическихсигналов не превышает 1 кГц, обычно у одного пациента регистрируется несколько(от 2 до 5) аналоговых кривых. Здесь будет требоваться разработка протоколовобмена информацией и стандартов на форматы передачи данных.

Таблицы закодированной информации не будут составлятьбольшого объема и не потребуют скоростей выше, чем при передачи изображений.Основные трудозатраты потребуются на формализацию медицинских данных и унификациюпротоколов обмена информацией. Иначе будут неизбежными разночтения (а врезультате — повторение диагностики) при переходе пациента из одного лечебногоучреждения в другое.

Передачасвободных текстов не предъявляет особых требований к системе передачи информации,но избежать передачи свободных текстов не удастся, т.к. не вся медицинскаяинформация может быть формализована и закодирована.[15]

Для эффективной диагностики заболеваний (особеннохирургических) на одного пациента требуется получение от 3 до 20 изображенийразного характера. Так, например, для диагностики опухолей печени иподжелудочной железы требуются компьютерно—томографическое, ультразвуковое,ангиографическое исследования одновременно. Для диагностики сердечных исосудистых заболеваний необходимы рентгеновские, магниторезонансные,ангиографические исследования.

Анализ возможностипередачи медицинских данных существующими программно – аппаратными средствами

Приорганизации передачи данных от медицинского диагностического оборудования возникаетряд технических проблем, связанных с высокими требованиямипредъявляемыми к качеству передаваемойинформации. Эти проблемы можно разделить на три основные группы:

1.

Проблема получения диагностически адекватногоизображения для дальнейшей диагностики, анализа и хранения.

2.

Проблема сопряжения диагностического оборудования ссистемами передачи информации.

3.

Проблема передачи полученной информации к «удаленным»пользователям.

Перваяпроблема связана в первую очередь с психологией восприятия специалистами – врачамирезультатов получаемых от медицинских диагностических установок, т.е. они чащевсего, не подготовлены к работе с альтернативными вариантами предоставлениямедицинской, такими как, например, изображение на мониторе персональногокомпьютера. В связи с этим информация, с которой предполагается работать наперсональных компьютерах, должна быть предоставлена в «привычном» дляспециалистов виде. Кроме того, программа обработки информации, должна бытьпростой в использовании и интуитивно понятной, что позволит сократить времяадаптации и обеспечить быструю возможность перехода к работе с новыми методамипредоставления медицинских данных.

Втораяпроблема связана с тем, что не существует единого стандарта форматапредоставления и хранения медицинских данных. Фирмы – разработчики медицинскогооборудования основываются на собственных стандартах, которые закрыты, зачастуюнесовместимы с аналогичными системами других фирм, и могут изменяться впоследующих разработках и модификациях уже существующего оборудования. Попыткистандартизирования форматов хранения и отображения медицинских данных привели кпоявлению нескольких стандартов, наиболее известным из которых является DICOM3, но которые всеобщегораспространения не получили. Исходя из всего выше сказанного, можно заключить,что каждая медицинская диагностическая установка требует индивидуальногоподхода для обеспечения возможности передачи информации.

Такжесуществует ряд проблем возникающих при попытках обеспечения высокого качествапередаваемой медицинской информации, связанных с тем, что современныепрограммно – аппаратные средства не специализированы для передачи данныхподобного рода. Это накладывает определенные требования к подбору оборудованиядля передачи информации из медицинской диагностической аппаратуры наперсональные ЭВМ. Специализированных (стандартных) программных средств,предназначенных для обработки медицинской информации (изображений) наперсональных ЭВМ на данный момент практически не существует. Использованиепрограмм общего назначения, для работы с медицинскими данными, практическиневозможно. Это связано с тем, что требуется высокий уровень специальнойподготовки специалистов – врачей, и требования, предъявляемые к персональнымЭВМ, для установки программ такого класса, неоправданно высоки, что практическиневозможно из-за неоправданно высоких материальных и временных затрат.

Третьяпроблема связана с ограничениями, накладываемыми на передаваемую информацию,современными средствами связи. Медицинские данные (изображения, звук, видео)невозможно передавать в «реальном времени» по современным каналам связи, с темкачеством, которое требуется для удовлетворительной работы специалиста. Объемыинформации требуют разработки специальных алгоритмов сжатия данных и выработкиновых методик передачи информации.

Предлагаемые методы решения вышеперечисленных проблем описаныв настоящем дипломном проекте на базе подключения для передачи данныхультразвуковой диагностической установки ALOKA SSD – 650 к персональному компьютеру с последующей передачейданных по компьютерной сети.

Подключение ультразвуковой медицинскойдиагностической установки ALOKA SSD — 650

Всвязи с тем, что для осуществления удаленных консультаций необходимокачественная передача данных от медицинских установок к специалистам, коборудованию захвата, передачи и отображения информации предъявляютсяопределенные требования, которые будут рассмотрены ниже. Общая схема передачиизображения от ультразвуков

еще рефераты

Еще работы по компьютерам и переферийным устройствам

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Персональные компьютеры в медицинской практике

29 Августа 2013

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Перспективы цифрового видео

29 Августа 2013

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Пластиковое оптическое волокно

29 Августа 2013

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Плоттеры

29 Августа 2013