ВВЕДЕНИЕ 6
1 Анализ стоматологических информационных систем 9
1.1 Обзор томографических информационных систем 9
1.2 Обзор особенностей стандарта DICOM 20
1.3 Постановка задачи исследования 29
2 Проектирование автоматизированной системы анализа и преобразования
томографических данных 31
2.1 Анализ бизнес-процессов работы отдела компьютерной
томографии 31
2.2 Проектирование работы отдела компьютерной томографии с
использованием АС АПТД 34
2.3 Проектирование модели автоматизированной системы анализа и
преобразования томографических данных 36
3 Программная реализация и тестирование автоматизированной системы
анализа и преобразования томографических данных 41
3.1 Программная реализация АС АПТД 41
3.2 Тестирование АС АПТД 52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Современное медицинское оборудование позволяет выполнять обследование человека с использованием различных методик диагностики. Качественный рост методов диагностики и разработка соответствующих медицинских приборов привели к необходимости разработки специального формата данных, который поддерживался бы различными разработчиками аппаратуры и программного обеспечения (ПО), что позволило бы выполнять комплексные обследования пациентов. При этом спектр разрабатываемой аппаратуры достаточно широк, и значительная ее часть позволяет получить двумерные или трехмерные изображения исследуемых органов. Зачастую трехмерные изображения основываются на дискретных срезах (двумерных изображениях), соответственно необходимы современные информационные технологии для обработки, визуализации и организации хранения медицинских данных [1].
Для решения указанной выше проблемы разработан стандарт данных Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM), позволяющий обрабатывать и хранить как одиночные изображения, так и их объединения [2].
В различных стоматологических медицинских учреждениях России, используются томографы и программное обеспечение различных производителей. Все они сохраняют данные в DICOM-файлах, но программное обеспечение, используемое в одном медицинском учреждении, не способно работать с файлами, полученными из других учреждений из-за того, что в стандарте не указан единый вариант хранения данных.
В связи с этим, некоторые производители томографов используют свои собственные варианты хранения данных, которые хоть и основаны на стандарте DICOM, но не используют его. Кроме различия в варианте хранения данных, отличаются и алгоритмы сжатия пиксельных изображений, которые 6
Таким образом, программное обеспечение, используемое в учреждениях для просмотра снимков с томографа, не является универсальным. Данное ПО будет работать только с файлами, полученными с томографа в конкретном учреждении, так как ПО и томограф разработаны одним производителем. В результате программное обеспечение, используемое в учреждении, не сможет работать с файлами, которые принесет пациент из другого учреждения. Таким образом возникает проблема совместимости между ПО, используемыми в разных медицинских учреждениях.
Идеальным вариантом для предотвращения такой ситуации является разработка нового универсального ПО, которое могло бы работать со всеми видами томографов, но, к сожалению, такой вариант будет очень дорогостоящим. Также производители томографов будет терять значительную часть прибыли, ведь при существовании универсального ПО, разработанное производителем не будет продаваться.
Еще одним выходом из данной ситуации является разработка отдельной системы, которая будет работать с DICOM-файлами разных производителей.
Объектом исследования является унификация представления стоматологической информации.
Предмет исследования - алгоритмы преобразования данных томографов различных производителей.
Целью магистерской диссертации является унификация представления стоматологической информации путем разработки автоматизированной системы анализа и преобразования данных томографов различных производителей.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- провести анализ существующих стоматологических информационных систем;
- спроектировать автоматизированную систему анализа и преобразования томографических данных;
- разработать и протестировать автоматизированную систему анализа и преобразования томографических данных.
Научная новизна данной диссертационной работы заключается в разработке алгоритмов преобразования данных, содержащихся в DICOM- файлах различных производителей.
В первом разделе описан сравнительный анализ существующих томографических информационных систем, а также обзор стандарта DICOM и структуры DICOM-файла. В конце первого раздела поставлена задача о необходимости разработки автоматизированной системы анализа и преобразования данных томографов различных производителей с целью унификации структуры DICOM-файла.
Во втором разделе проводится анализ бизнес-процессов работы отдела компьютерной томографии. При помощи CASE-средств была спроектирована функциональная модель автоматизированной системы анализа и преобразования томографических данных.
В третьем разделе магистерской диссертации представлена программная реализация автоматизированной системы анализа и преобразования данных томографов различных производителей, а также ее тестирование.
В различных стоматологических медицинских учреждениях России, используются томографы и программное обеспечение различных производителей. Все томографы сохраняют данные в DICOM-файлах, но специализированное программное обеспечение, используемое в одном медицинском учреждении, не способно работать с файлами, полученными из других учреждений других производителей. Производители пользуются тем, что в стандарте не указан единый вариант хранения данных, т.к. если бы существовало ПО, способное работать со всеми существующими производителями, то каждый из них терял часть прибыли от продаж своего ПО и, главное, томографического оборудования.
В связи с чем в магистерской диссертации была разработана автоматизированная система, способная унифицировать представление стоматологической информации, полученной от томографов различных производителей.
В ходе выполнения магистерской диссертации были достигнуты все поставленные цели и задачи:
- проведен анализ существующих стоматологических информационных систем;
- спроектирована автоматизированная система анализа и преобразования томографических данных;
- разработана и протестирована автоматизированная система анализа и преобразования томографических данных.
Разработанная АС АПТД позволит сотрудникам отдела компьютерной томографии МЦСИ консультировать и обслуживать не только пациентов, которые проходили компьютерную томографию на оборудовании компании Vatech, но и на оборудовании других популярных производителей.
1. Календер, В.А. Компьютерная томография. Основы, техника, качество изображений и области клинического использования / Вилли А. Календер - М.: Техносфера, 2006. - 344 с.
2. Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM). Official site [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https: //www.dicomstandard.org/current/
3. Рогацкин, Д.В. Радиодиагностика челюстно-лицевой области. Конусно-лучевая компьютерная томография. Основы визуализации / Д.В.Рогацкин. - Львов: ГалДент, 2010. - 148 с.
4. Хофер, М.Д. Компьютерная томография / М.Д. Хофер. - М.: Медицинская литература, 2011. - 232 с.
5. Пронин, И.Н. Программное обеспечение для работы с данными в формате DICOM на IBM PC / И.Н. Пронин, П.В. Родионов, Л.М. Фадеева // Медицинская визуализация. - 2002. - №2. - С.138-142.
6. Руководство пользователя Ez3D2009 [Электронный ресурс] // 3D - diagnostics. - Режим доступа: http://www.3-d.com.ua/images/instrukcia /Ez3D2009_ru.pdf
7. Руководство пользователя i-CAT Vision [Электронный ресурс] // CT-dent Dental Imaging Centre. - Режим доступа: https://ct-dent.co.uk/images/i- CAT_Vision_Manual.pdf
8. Bishara, S. E. Textbook of Orthodontics / Samir E. Bishara - Saunders Company, 2001. - 599 с.
9. Сердобинцев, Е.В. Особенности при работе с программным обеспечением компьютерных томографов в практической деятельности врача- стоматолога / Е.В. Сердобинцев // X-RAY ART. - 2013. - №2. - С. 51-55.
10. Рогацкин, Д.В. Искусство рентгенографии зубов/ Д.В. Рогацкин, Н.В. Гинали. - STBOOK, 2007. - 206 с.
11. Якубенко, А.А. Алгоритмы построения трехмерных моделей объектов с регулярной структурой по фотографиям при взаимодействии с пользователем для виртуальных сред специальность: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. тех. наук (05.13.11) / Якубенко Антон Анатольевич; Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова. - М.: МГУ, 2013. - 23 с.
12. Марусина, М.Я. Современные виды томографии / М. Я. Марусина, А. О. Казначеева. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2006. - 132 с.
13. Сердобинцев, Е.В. Краткий анализ программного обеспечения конусно-лучевых компьютерных томографов, применяемых в России / Е.В. Сердобинцев // X-RAY ART. - 2013. - №3. - С. 43-48.
14. Моисеева, И.Л. Сравнительная характеристика программ- просмотрщиков конусно-лучевой компьютерной томографии / И. Л. Моисеева // X-RAY ART. - 2012. - №1. - С. 46-51.
15. Стандарт DICOM 3.0 [Электронный ресурс] // Адаптивные Медицинские Системы Обработки Реального Времени. - Режим доступа: http://www.course-as.ru/dicomdoc.html
16. Плотников, А.В. Стандарт DICOM в компьютерных медицинских технологиях. / А.В. Плотников, Д.А. Прилуцкий, С.В. Селищев // Медицинская техника. - 1997. - № 2. - С. 18-20.
17. Clunie, D. DICOM Structured Reporting / D. Clunie. - PixelMed Publishing, Bangor, 2001. - 394 с.
18. Структура DICOM-файла [Электронный ресурс] // Компьютерная томография. - Режим доступа: http://www.kievoncology.com/struktura-dicom- fayla.html
19. DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) [Электронный ресурс] // Makhaon Software. - Режим доступа: http://www.makhaon.com/index.php?p=dicom
20. Миронина, И.А. Анализ графических форматов с целью эффективного хранения медицинских снимков / И.А. Миронина // Инновационные медицинские технологии. - 2013. - С. 47-55.
21. ArtiSynth Manuals and Guides [Электронный ресурс] // ArtiSynth A 3D Biomechanical Modeling Toolkit. - Режим доступа: https://www.artisynth.org/manuals/index.jsp
22. Pianykh, O.S. Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM): A Practical Introduction and Survival Guide / Oleg S. Pianykh. - Springer Science & Business Media, 2008. - 384 с.
23. Comparison of CBCT Machines [Электронный ресурс] // SEDENTEXCT Guidelines. - Режим доступа: http://www.sedentexct.eu/content/comparison-cbct-machines
24. Цуканова, О.А. Методология и инструментарий моделирования бизнес-процессов / О. А. Цуканова. - СПб.: Университет ИТМО, 2015. - 100 с.
25. Троелсен, Э. Язык программирования C# 6.0 и платформа .NET 4.6 / Э. Троелсен. - Вильямс, 2016. - 1440 с.
26. Красильников, Н. Н. Цифровая обработка 2D- и 3D-изображений / Н. Н. Красильников. - СПб.: БХВ-Петербург, 2011. - 608 с.
27. Уоррен, Г. С. Алгоритмические трюки для программистов / Г. С. Уоррен. - Вильямс, 2014. - 512 с.
28. Introduction to DICOM [Электронный ресурс] // Access a cacophony of neuro-imaging file formats. - Режим доступа: http://nipy.org/nibabel/dicom/dicom_intro.html
29. И. М. Журавель «Краткий курс теории обработки изображений» [Электронный ресурс] // Материалы по продуктам MATLAB & Toolboxes. - Режим доступа: http://matlab.exponenta.ru/imageprocess/book2/index.php
30. Гонсалес, Р. Цифровая обработка изображений / Р. Гонсалес, Р.
Вудс. - М.: Техносфера, 2006. - 1072 с.