stringtranslate.com

Медицинская визуализация

Медицинская визуализация — это техника и процесс визуализации внутренней части тела для клинического анализа и медицинского вмешательства, а также визуального представления функции некоторых органов или тканей ( физиология ). Медицинская визуализация направлена ​​на выявление внутренних структур, скрытых под кожей и костями, а также на диагностику и лечение заболеваний . Медицинская визуализация также создает базу данных нормальной анатомии и физиологии , позволяющую выявлять отклонения. Хотя визуализация удаленных органов и тканей может выполняться по медицинским показаниям, такие процедуры обычно считаются частью патологии , а не медицинской визуализации. [ нужна цитата ]

Методы измерения и записи, которые изначально не предназначены для получения изображений , такие как электроэнцефалография (ЭЭГ), магнитоэнцефалография (МЭГ), электрокардиография (ЭКГ) и другие, представляют собой другие технологии, которые производят данные, которые можно представить в виде графика параметров в зависимости от времени или карт . которые содержат данные о местах измерения. При ограниченном сравнении эти технологии можно считать формами медицинской визуализации в другой области медицинского приборостроения .

По состоянию на 2010 год во всем мире было проведено 5 миллиардов медицинских визуализационных исследований. [1] Радиационное облучение при медицинской визуализации в 2006 году составило около 50% от общего воздействия ионизирующего излучения в Соединенных Штатах. [2] Медицинское оборудование для визуализации производится с использованием технологий полупроводниковой промышленности , включая интегральные схемы КМОП , силовые полупроводниковые устройства , датчики , такие как датчики изображения (особенно датчики КМОП ) и биосенсоры , а также процессоры, такие как микроконтроллеры , микропроцессоры , процессоры цифровых сигналов , медиапроцессоры и устройства «система-на-кристалле» . По состоянию на 2015 год ежегодные поставки чипов для медицинской визуализации составляют 46 миллионов единиц и 1,1 миллиарда долларов . [3] 

Термин « неинвазивный » используется для обозначения процедуры, при которой в тело пациента не вводится никакой инструмент, что характерно для большинства используемых методов визуализации.

Типы

Обзорный рентген запястья и кисти

В клиническом контексте медицинскую визуализацию «невидимым светом» обычно приравнивают к радиологии или «клинической визуализации». Медицинская визуализация «видимого света» включает в себя цифровое видео или неподвижные изображения, которые можно увидеть без специального оборудования. Дерматология и уход за ранами — это два метода, в которых используются изображения видимого света. Интерпретацией медицинских изображений обычно занимается врач, специализирующийся в области радиологии, известный как радиолог ; однако это может выполнять любой медицинский работник, прошедший обучение и сертифицированный в области радиологической клинической оценки. Все чаще интерпретацией занимаются не врачи, например, рентгенологи часто обучаются интерпретации в рамках расширенной практики. Диагностическая рентгенография обозначает технические аспекты медицинской визуализации и, в частности, получение медицинских изображений. Рентгенолог (также известный как радиологический технолог) обычно отвечает за получение медицинских изображений диагностического качества; хотя другие специалисты могут обучаться в этой области, в частности, некоторые радиологические вмешательства, выполняемые рентгенологами, проводятся без рентгенолога. [ нужна цитата ]

Как область научных исследований, медицинская визуализация представляет собой субдисциплину биомедицинской инженерии , медицинской физики или медицины , в зависимости от контекста: исследования и разработки в области приборостроения, получения изображений (например, рентгенографии), моделирования и количественной оценки обычно являются заповедник биомедицинской инженерии, медицинской физики и информатики ; Исследования по применению и интерпретации медицинских изображений обычно являются прерогативой радиологии и медицинской субдисциплины, имеющей отношение к состоянию здоровья или области медицинской науки ( нейронауки , кардиологии , психиатрии , психологии и т. д.), которые находятся в стадии исследования. Многие из методов, разработанных для медицинской визуализации, также имеют научное и промышленное применение. [4]

Рентгенография

В медицинской визуализации используются две формы рентгенографических изображений. Проекционная рентгенография и рентгеноскопия, причем последняя полезна для наведения катетера. Эти 2D-методы до сих пор широко используются, несмотря на развитие 3D-томографии, благодаря низкой стоимости, высокому разрешению и, в зависимости от применения, более низким дозам облучения при использовании 2D-томографии. Этот метод визуализации использует широкий луч рентгеновских лучей для получения изображения и является первым методом визуализации, доступным в современной медицине.

Магнитно-резонансная томография

Один кадр МРТ головы, показывающий глаза и мозг.

Прибор магнитно-резонансной томографии ( сканер МРТ ), или сканер «ядерно-магнитного резонанса ( ЯМР )», как он был первоначально известен, использует мощные магниты для поляризации и возбуждения ядер водорода (т. е. отдельных протонов ) молекул воды в тканях человека, производя обнаруживаемый сигнал, который пространственно кодируется, в результате чего получаются изображения тела. [5] Аппарат МРТ излучает радиочастотный (РЧ) импульс на резонансной частоте атомов водорода в молекулах воды. Радиочастотные антенны («РЧ-катушки») посылают импульс на обследуемый участок тела. Радиочастотный импульс поглощается протонами, вызывая изменение их направления относительно первичного магнитного поля. Когда радиочастотный импульс выключается, протоны «расслабляются» обратно, выравниваясь с первичным магнитом, и при этом излучают радиоволны. Это радиочастотное излучение атомов водорода в воде детектируется и реконструируется в изображение. Резонансная частота вращающегося магнитного диполя (одним из примеров которого являются протоны) называется ларморовской частотой и определяется силой основного магнитного поля и химической средой интересующих ядер. В МРТ используются три электромагнитных поля : очень сильное (обычно от 1,5 до 3 Тл ) статическое магнитное поле для поляризации ядер водорода, называемое первичным полем; поля градиента, которые можно модифицировать для изменения в пространстве и времени (порядка 1 кГц) для пространственного кодирования, часто называемые просто градиентами; и пространственно однородное радиочастотное (РЧ) поле для манипулирования ядрами водорода для создания измеримых сигналов, собираемых через РЧ-антенну . [ нужна цитата ]

Как и КТ , МРТ традиционно создает двухмерное изображение тонкого «среза» тела и поэтому считается методом томографической визуализации. Современные инструменты МРТ способны создавать изображения в виде трехмерных блоков, что можно считать обобщением концепции односрезовой томографии. В отличие от КТ, МРТ не предполагает использования ионизирующего излучения и, следовательно, не связана с такой же опасностью для здоровья. Например, поскольку МРТ начала использоваться только с начала 1980-х годов, неизвестны долгосрочные последствия воздействия сильных статических полей (это предмет некоторых дискуссий; см. «Безопасность» при МРТ ) , и, следовательно, не существует ограничение количества сканирований, которым может быть подвергнут человек, в отличие от рентгена и КТ . Однако существуют четко выявленные риски для здоровья, связанные с нагревом тканей от воздействия радиочастотного поля и наличием в организме имплантированных устройств, например кардиостимуляторов. Эти риски строго контролируются в рамках конструкции прибора и используемых протоколов сканирования. [ нужна цитата ]

Поскольку КТ и МРТ чувствительны к различным свойствам тканей, внешний вид изображений, полученных этими двумя методами, заметно различается. При КТ для создания изображения рентгеновские лучи должны блокироваться какой-либо плотной тканью, поэтому качество изображения при просмотре мягких тканей будет плохим. В МРТ, хотя можно использовать любое ядро ​​с чистым ядерным спином, протон атома водорода остается наиболее широко используемым, особенно в клинических условиях, поскольку он настолько вездесущ и дает мощный сигнал. Это ядро, присутствующее в молекулах воды, обеспечивает превосходный контраст мягких тканей, достижимый с помощью МРТ. [6] [ нужна ссылка ]

Для конкретной диагностической визуализации МРТ (многопараметрическая МРТ или мпМРТ) можно использовать ряд различных последовательностей импульсов. Дифференцировать характеристики тканей можно путем объединения двух или более следующих последовательностей изображений, в зависимости от искомой информации: Т1-взвешенная (Т1-МРТ), Т2-взвешенная (Т2-МРТ), диффузионно-взвешенная визуализация (ДВИ-МРТ). ), динамическое контрастное усиление (DCE-MRI) и спектроскопия (MRI-S). Например, визуализацию опухолей простаты лучше выполнять с помощью Т2-МРТ и ДВИ-МРТ, чем только с использованием Т2-взвешенной визуализации. [7] Число применений мпМРТ для выявления заболеваний в различных органах продолжает расширяться, включая исследования печени , опухолей молочной железы , опухолей поджелудочной железы , а также оценку воздействия агентов, разрушающих сосуды , на раковые опухоли. [8] [9] [10]

Ядерная медицина

Nuclear medicine encompasses both diagnostic imaging and treatment of disease, and may also be referred to as molecular medicine or molecular imaging and therapeutics.[11] Nuclear medicine uses certain properties of isotopes and the energetic particles emitted from radioactive material to diagnose or treat various pathology. Different from the typical concept of anatomic radiology, nuclear medicine enables assessment of physiology. This function-based approach to medical evaluation has useful applications in most subspecialties, notably oncology, neurology, and cardiology. Gamma cameras and PET scanners are used in e.g. scintigraphy, SPECT and PET to detect regions of biologic activity that may be associated with a disease. Relatively short-lived isotope, such as 99mTc is administered to the patient. Isotopes are often preferentially absorbed by biologically active tissue in the body, and can be used to identify tumors or fracture points in bone. Images are acquired after collimated photons are detected by a crystal that gives off a light signal, which is in turn amplified and converted into count data.

Фидуциарные маркеры используются в широком спектре приложений медицинской визуализации. Изображения одного и того же объекта, полученные с помощью двух разных систем визуализации, можно сопоставить (так называемая регистрация изображений) путем размещения фидуциарного маркера в области, отображаемой обеими системами. В этом случае необходимо использовать маркер, который виден на изображениях, полученных обоими методами визуализации. С помощью этого метода функциональная информация ОФЭКТ или позитронно-эмиссионной томографии может быть связана с анатомической информацией, полученной с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ). [14] Точно так же контрольные точки, установленные во время МРТ, могут быть сопоставлены с изображениями мозга, полученными с помощью магнитоэнцефалографии , чтобы локализовать источник мозговой активности.

УЗИ

Ультразвуковое изображение печени, желчного пузыря и общего желчного протока.

Медицинский ультразвук использует высокочастотные широкополосные звуковые волны в мегагерцовом диапазоне, которые в различной степени отражаются от тканей для создания (вплоть до 3D) изображений. Обычно это связано с визуализацией плода у беременных женщин. Однако область применения ультразвука гораздо шире. Другие важные области применения включают визуализацию органов брюшной полости, сердца, молочной железы, мышц, сухожилий, артерий и вен. Хотя он может обеспечить меньшую анатомическую детализацию, чем такие методы, как КТ или МРТ, он имеет ряд преимуществ, которые делают его идеальным во многих ситуациях, в частности, то, что он изучает функцию движущихся структур в режиме реального времени, не излучает ионизирующее излучение и содержит спеклы. который можно использовать в эластографии . Ультразвук также используется в качестве популярного исследовательского инструмента для сбора необработанных данных, которые могут быть доступны через интерфейс ультразвукового исследования , с целью определения характеристик тканей и внедрения новых методов обработки изображений. Концепции ультразвука отличаются от других методов медицинской визуализации тем, что он основан на передаче и приеме звуковых волн. Звуковые волны высокой частоты посылаются в ткани в зависимости от состава различных тканей; сигнал будет ослабляться и возвращаться через отдельные промежутки времени. Путь отраженных звуковых волн в многослойной структуре можно определить с помощью входного акустического сопротивления (ультразвуковой звуковой волны) и коэффициентов отражения и прохождения соответствующих структур. [13] Он очень безопасен в использовании и не вызывает каких-либо побочных эффектов. Это также относительно недорого и быстро в исполнении. Ультразвуковые сканеры можно брать с собой тяжелобольным пациентам в отделениях интенсивной терапии, избегая опасности, возникающей при транспортировке пациента в радиологическое отделение. Полученное движущееся изображение в реальном времени можно использовать для проведения процедур дренирования и биопсии. Возможности допплерографии современных сканеров позволяют оценить кровоток в артериях и венах.

Эластография

Тактильное 3D-изображение (С) составлено из 2D-карт давления (Б), записанных в процессе исследования фантома ткани (А).

Эластография — относительно новый метод визуализации, который отображает упругие свойства мягких тканей. Эта модальность возникла в последние два десятилетия. Эластография полезна при медицинской диагностике, поскольку по эластичности можно отличить здоровую ткань от нездоровой для конкретных органов/образований. Например, раковые опухоли часто тверже окружающих тканей, а больная печень тверже здоровой. [15] [16] [17] [18] Существует несколько эластографических методик, основанных на использовании ультразвука, магнитно-резонансной томографии и тактильной визуализации. Широкое клиническое использование ультразвуковой эластографии является результатом внедрения технологии в клинические ультразвуковые аппараты. Основные направления ультразвуковой эластографии включают квазистатическую эластографию/визуализацию деформации, визуализацию упругости сдвиговой волны (SWEI), визуализацию акустического радиационного импульса (ARFI), сверхзвуковую визуализацию сдвига (SSI) и переходную эластографию. [16] В последнее десятилетие наблюдается устойчивый рост активности в области эластографии, демонстрирующий успешное применение технологии в различных областях медицинской диагностики и мониторинга лечения.

Фотоакустическая визуализация

Фотоакустическая визуализация — это недавно разработанный гибридный метод биомедицинской визуализации, основанный на фотоакустическом эффекте. Он сочетает в себе преимущества контраста оптического поглощения с ультразвуковым пространственным разрешением для глубокой визуализации в (оптическом) диффузионном или квазидиффузионном режиме. Недавние исследования показали, что фотоакустическая визуализация может использоваться in vivo для мониторинга ангиогенеза опухолей, картирования оксигенации крови, функциональной визуализации мозга, обнаружения меланомы кожи и т. д.

Томография

Основной принцип томографии : томографические сечения без суперпозиции S 1 и S 2 по сравнению с (не томографическим) проецируемым изображением P.

Томография – это визуализация по срезам или срезам. Основными такими методами медицинской визуализации являются:

Эхокардиография

Когда ультразвук используется для визуализации сердца, его называют эхокардиограммой . Эхокардиография позволяет увидеть детальные структуры сердца, включая размер камер, функцию сердца, клапаны сердца, а также перикард (мешок вокруг сердца). Эхокардиография использует 2D, 3D и допплеровскую визуализацию для создания изображений сердца и визуализации крови, текущей через каждый из четырех сердечных клапанов. Эхокардиография широко используется у самых разных пациентов: от тех, кто испытывает такие симптомы, как одышка или боль в груди, до тех, кто проходит лечение рака. Доказано, что трансторакальное ультразвуковое исследование безопасно для пациентов всех возрастов, от младенцев до пожилых людей, без риска вредных побочных эффектов или радиации, что отличает его от других методов визуализации. Эхокардиография является одним из наиболее часто используемых методов визуализации в мире благодаря своей портативности и использованию в различных приложениях. В неотложных ситуациях эхокардиография выполняется быстро, легко доступна и может быть выполнена у постели больного, что делает ее методом выбора для многих врачей.

Функциональная ближняя инфракрасная спектроскопия

FNIR – относительно новый неинвазивный метод визуализации. NIRS (ближняя инфракрасная спектроскопия) используется для функциональной нейровизуализации и широко применяется в качестве метода визуализации мозга . [19]

Магнитопорошковая визуализация

Используя суперпарамагнитные наночастицы оксида железа , визуализация магнитных частиц ( MPI ) является развивающейся методикой диагностической визуализации, используемой для отслеживания суперпарамагнитных наночастиц оксида железа . Основным преимуществом является высокая чувствительность и специфичность , а также отсутствие уменьшения сигнала с глубиной ткани. MPI использовался в медицинских исследованиях для визуализации сердечно-сосудистой деятельности, нейроперфузии и отслеживания клеток.

Во время беременности

КТ-сканирование ( в данном случае объемное изображение ) дает дозу радиации развивающемуся плоду.

Медицинская визуализация может быть показана во время беременности из-за осложнений беременности , ранее существовавшего или приобретенного заболевания во время беременности или обычного дородового ухода . Магнитно-резонансная томография (МРТ) без контрастных веществ для МРТ, а также акушерское УЗИ не связаны с каким-либо риском для матери или плода и являются методами визуализации выбора для беременных женщин. [20] Проекционная рентгенография , компьютерная томография и визуализация ядерной медицины приводят к некоторой степени воздействия ионизирующего излучения , но, за некоторыми исключениями, имеют гораздо более низкие поглощенные дозы , чем те, которые связаны с вредом для плода. [20] При более высоких дозах последствия могут включать выкидыш , врожденные дефекты и умственную отсталость . [20]

Максимизация использования процедур визуализации

Объем данных, полученных за одно МРТ или КТ, очень обширен. Некоторые данные, от которых отказываются рентгенологи, могут сэкономить пациентам время и деньги, одновременно снижая их воздействие радиации и риск осложнений от инвазивных процедур. [21] Другой подход к повышению эффективности процедур основан на использовании дополнительных ограничений, например, в некоторых методах медицинской визуализации можно повысить эффективность сбора данных, принимая во внимание тот факт, что восстановленная плотность положительна. [22] [23]

Создание трехмерных изображений

Были разработаны методы объемной визуализации , позволяющие программному обеспечению КТ, МРТ и ультразвукового сканирования создавать трехмерные изображения для врача. [24] Традиционно компьютерная томография и магнитно-резонансная томография позволяют получить статический двухмерный результат на пленке. Для создания 3D-изображений выполняется множество сканирований, которые затем объединяются компьютерами для создания 3D-модели, которой затем может манипулировать врач. 3D-УЗИ производятся с использованием схожей техники. При диагностике заболеваний внутренних органов брюшной полости ультразвук особенно чувствителен к визуализации желчевыводящих путей, мочевыводящих путей и женских репродуктивных органов (яичников, маточных труб). Как, например, диагностика желчнокаменной болезни по расширению общего желчного протока и камню в общем желчном протоке. Благодаря возможности детально визуализировать важные структуры методы 3D-визуализации являются ценным ресурсом для диагностики и хирургического лечения многих патологий. Это был ключевой ресурс для знаменитой, но в конечном итоге безуспешной попытки сингапурских хирургов разделить иранских близнецов Ладана и Лале Биджани в 2003 году. 3D-оборудование ранее с большим успехом использовалось для подобных операций.

Другие предложенные или разработанные методы включают:

Некоторые из этих методов [ необходим пример ] все еще находятся на стадии исследований и еще не используются в клинической практике.

Недиагностическая визуализация

Нейровизуализация также использовалась в экспериментальных условиях, чтобы позволить людям (особенно инвалидам) управлять внешними устройствами, действуя как мозговой компьютерный интерфейс .

Многие программные приложения для медицинской визуализации используются для недиагностической визуализации, в частности потому, что они не имеют одобрения FDA [25] и не разрешены к использованию в клинических исследованиях для диагностики пациентов. [26] Обратите внимание, что многие клинические исследования в любом случае не предназначены для диагностики пациентов. [27]

Архивирование и запись

Используется в основном при ультразвуковой визуализации, а захват изображения, создаваемого устройством медицинской визуализации, необходим для архивирования и телемедицинских приложений. В большинстве сценариев используется устройство захвата кадров для захвата видеосигнала с медицинского устройства и передачи его на компьютер для дальнейшей обработки и операций. [28]

ДИКОМ

Стандарт цифровой визуализации и коммуникации в медицине (DICOM) используется во всем мире для хранения, обмена и передачи медицинских изображений. Стандарт DICOM включает протоколы для методов визуализации, таких как рентгенография, компьютерная томография (КТ), магнитно-резонансная томография (МРТ), ультразвук и лучевая терапия. [29]

Сжатие медицинских изображений

Методы медицинской визуализации позволяют получить очень большие объемы данных, особенно с помощью КТ, МРТ и ПЭТ. В результате хранение и передача данных электронного изображения без использования сжатия становятся невозможными. [30] [31] Сжатие изображений JPEG 2000 используется стандартом DICOM для хранения и передачи медицинских изображений. Стоимость и осуществимость доступа к большим наборам данных изображений по низкой или различной полосе пропускания дополнительно решаются за счет использования другого стандарта DICOM, называемого JPIP , для обеспечения эффективной потоковой передачи сжатых данных изображения JPEG 2000 .

Медицинская визуализация в облаке

Растет тенденция перехода от локальной системы PACS к облачной системе PACS. В недавней статье Applied Radiology говорится: «Поскольку сфера цифровых изображений охватывает все предприятия здравоохранения, быстрый переход от терабайтов к петабайтам данных поставил радиологию на грань информационной перегрузки . Облачные вычисления открывают отделу визуализации будущего. инструменты для более разумного управления данными». [32]

Использование в фармацевтических клинических испытаниях.

Медицинская визуализация стала основным инструментом в клинических исследованиях, поскольку она обеспечивает быструю диагностику с визуализацией и количественной оценкой.

Типичное клиническое исследование проходит несколько этапов и может занять до восьми лет. Клинические конечные точки или результаты используются для определения того, является ли терапия безопасной и эффективной. Как только пациент достигает конечной точки, он или она обычно исключаются из дальнейшего экспериментального взаимодействия. Исследования, которые полагаются исключительно на клинические конечные результаты, очень дорогостоящие, поскольку они длительны и, как правило, требуют большого числа пациентов.

Было показано , что в отличие от клинических конечных точек суррогатные конечные точки сокращают время, необходимое для подтверждения того, имеет ли препарат клинические преимущества. Биомаркеры визуализации (характеристика, которая объективно измеряется с помощью метода визуализации и используется в качестве индикатора фармакологического ответа на терапию) и суррогатные конечные точки, как было показано, облегчают использование небольших групп, обеспечивая быстрые результаты с хорошей статистической мощностью. [33]

Визуализация способна выявить тонкие изменения, указывающие на прогресс терапии, которые могут быть упущены более субъективными, традиционными подходами. Статистическая погрешность снижается, поскольку результаты оцениваются без прямого контакта с пациентом.

Такие методы визуализации, как позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ), обычно используются в областях онкологии и нейробиологии. [34] [35] [36] [37] Например, измерение уменьшения опухоли является обычно используемым суррогатным конечным показателем при оценке реакции солидной опухоли. Это позволяет быстрее и объективнее оценить действие противораковых препаратов. При болезни Альцгеймера МРТ- сканирование всего мозга позволяет точно оценить скорость атрофии гиппокампа [38] [39], тогда как ПЭТ-сканирование позволяет измерить метаболическую активность мозга путем измерения регионального метаболизма глюкозы [33] и бета-амилоидных бляшек с помощью индикаторов. такое как питтсбургское соединение B (PiB). Исторически количественная медицинская визуализация использовалась меньше в других областях разработки лекарств , хотя интерес к ней растет. [40]

Исследование, основанное на визуализации, обычно состоит из трех компонентов:

  1. Реалистичный протокол визуализации. Протокол представляет собой схему, которая стандартизирует (насколько это практически возможно) способ получения изображений с использованием различных методов ( ПЭТ , ОФЭКТ , КТ , МРТ ). Он охватывает особенности хранения, обработки и оценки изображений.
  2. Центр визуализации, который отвечает за сбор изображений, осуществляет контроль качества и предоставляет инструменты для хранения, распространения и анализа данных. Важно, чтобы изображения, полученные в разные моменты времени, отображались в стандартизированном формате, чтобы сохранить надежность оценки. Некоторые специализированные контрактные исследовательские организации по визуализации предоставляют комплексные услуги медицинской визуализации, от разработки протоколов и управления объектами до обеспечения качества данных и анализа изображений.
  3. Клинические центры, которые набирают пациентов для создания изображений и отправки их обратно в центр визуализации.

Риски и вопросы безопасности

Медицинская визуализация может нанести вред пациенту и поставщику медицинских услуг из-за воздействия ионизирующего излучения , йодированного контраста , магнитных полей [9] и других опасностей. [41]

Свинец является основным материалом, используемым для радиографической защиты от рассеянного рентгеновского излучения.

В магнитно-резонансной томографии существует радиочастотное экранирование МРТ , а также магнитное экранирование для предотвращения внешнего нарушения качества изображения. [42]

Защита конфиденциальности

Медицинские изображения обычно подпадают под действие законов о медицинской конфиденциальности . Например, в Соединенных Штатах Закон о переносимости и подотчетности медицинского страхования (HIPAA) устанавливает ограничения для поставщиков медицинских услуг на использование защищенной медицинской информации , которая представляет собой любую индивидуально идентифицируемую информацию, касающуюся прошлого, настоящего или будущего физического или психического здоровья любого человека. индивидуальный. [43] Хотя никакого окончательного юридического решения по этому вопросу не было принято, по крайней мере одно исследование показало, что медицинские изображения могут содержать биометрическую информацию, которая может однозначно идентифицировать человека, и поэтому может квалифицироваться как PHI. [44]

Этические рекомендации Генерального медицинского совета Великобритании указывают, что Совет не требует согласия перед повторным использованием рентгеновских изображений. [45]

Промышленность

К организациям, работающим в сфере медицинской визуализации, относятся производители оборудования для визуализации, автономные радиологические центры и больницы.

Мировой рынок производимых устройств оценивался в 5 миллиардов долларов в 2018 году . [46] Среди известных производителей по состоянию на 2012 год были Fujifilm , GE , Siemens Healthineers , Philips , Shimadzu , Toshiba , Carestream Health , Hitachi , Hologic и Esaote . [47] В 2016 году обрабатывающая промышленность характеризовалась как олигополистическая и зрелая; в число новых участников вошли компании Samsung и Neusoft Medical . [48]

В Соединенных Штатах, по оценкам на 2015 год, рынок США для томографического сканирования оценивается примерно в 100 миллиардов долларов, при этом 60% приходится на больницы, а 40% - на автономные клиники, такие как сеть RadNet . [49]

Авторские права

Соединенные Штаты

В соответствии с главой 300 Сборника практики Ведомства авторских прав США «Ведомство не будет регистрировать произведения, созданные машиной или простым механическим процессом, который работает случайно или автоматически без какого-либо творческого вклада или вмешательства со стороны автора-человека», включая «Медицинские изображения, созданные рентген, ультразвук, магнитно-резонансная томография или другое диагностическое оборудование». [50] Эта позиция отличается от широкой защиты авторских прав, предоставляемой фотографиям. Хотя Сборник авторских прав является толкованием закона агентства и не имеет обязательной юридической силы, суды, скорее всего, отнесутся к нему с уважением, если сочтут его разумным. [51] Тем не менее, в США не существует федерального прецедентного права, непосредственно регулирующего вопрос защиты авторских прав на рентгеновские изображения.

Производные

В производных медицинских изображениях, созданных в США, добавленные аннотации и пояснения могут охраняться авторским правом, но само медицинское изображение остается общественным достоянием.

Подробное определение термина « производное произведение» дано в Законе США об авторском праве в разделе 17 USC  § 101:

«Производное произведение» — это произведение, основанное на одном или нескольких ранее существовавших произведениях, например, перевод... [примечание 1] художественное воспроизведение, сокращение, сжатие или любая другая форма, в которой произведение может быть переработано, преобразовано или адаптировано. . Произведение, состоящее из редакционных исправлений, аннотаций, уточнений или других модификаций, которые в целом представляют собой оригинальную авторскую работу, является «производным произведением».

17 USC  § 103(b) предусматривает:

Авторское право на компиляцию или производное произведение распространяется только на материал, предоставленный автором такого произведения, в отличие от ранее существовавшего материала, использованного в произведении, и не предполагает каких-либо исключительных прав на ранее существовавший материал. Авторские права на такую ​​работу не зависят от какой-либо защиты авторских прав на ранее существовавшие материалы, не затрагивают и не расширяют объем, продолжительность, право собственности или существование какой-либо защиты авторских прав.

Германия

В Германии рентгеновские изображения , а также изображения МРТ , медицинского ультразвука , ПЭТ и сцинтиграфии защищены (подобно авторскому праву) смежными правами или смежными правами . [52] Эта защита не требует творческого подхода (что необходимо для обычной защиты авторских прав) и действует только в течение 50 лет после создания изображения, если оно не опубликовано в течение 50 лет, или в течение 50 лет после первой законной публикации. [53] Буква закона предоставляет это право «Lichtbildner», [54] то есть лицу, создавшему изображение. Судя по всему, в литературе правообладателем единообразно считается врач, стоматолог или ветеринарный врач, что может быть следствием того обстоятельства, что в Германии многие рентгеновские исследования проводятся в амбулаторных условиях.

Великобритания

Медицинские изображения, созданные в Соединенном Королевстве, обычно защищаются авторским правом из-за «высокого уровня навыков, труда и рассудительности, необходимых для получения рентгеновских снимков хорошего качества, особенно для демонстрации контраста между костями и различными мягкими тканями». [55] Общество рентгенологов считает, что это авторское право принадлежит работодателю (если только рентгенолог не работает не по найму — хотя даже в этом случае их контракт может потребовать от него передачи права собственности больнице). Этот владелец авторских прав может предоставить определенные разрешения кому угодно, не отказываясь от права собственности на авторские права. Таким образом, больнице и ее сотрудникам будет предоставлено разрешение на использование таких рентгенографических изображений в различных целях, которые им необходимы для оказания медицинской помощи. Врачам, работающим в больнице, в контрактах будет предоставлено право публиковать информацию о пациентах в журнальных статьях или книгах, которые они пишут (при условии, что они анонимны). Пациентам также может быть предоставлено разрешение «делать со своими изображениями все, что им заблагорассудится».

Швеция

Закон о кибербезопасности в Швеции гласит: «Изображения могут охраняться как фотографические произведения или как фотоизображения. Первое требует более высокого уровня оригинальности; второе защищает все типы фотографий, в том числе сделанные любителями, в медицине или науке. Для охраны требуется использование той или иной фотографической техники, к которой относятся как цифровые фотоаппараты, так и голограммы, созданные лазерным методом.Разница между двумя видами работ заключается в сроке охраны, который составляет семьдесят лет после смерти автора фотографическое произведение, а не пятьдесят лет, считая с года, в котором был сделан фотографический снимок». [56]

Медицинская визуализация, возможно, может быть включена в понятие «фотография», аналогично заявлению США о том, что «изображения МРТ, компьютерной томографии и т.п. аналогичны фотографии». [57]

Смотрите также

Заметки с пояснениями

  1. ^ музыкальная аранжировка, инсценировка, художественная литература, киноверсия, звукозапись

Рекомендации

  1. ^ Roobottom CA, Митчелл Дж., Морган-Хьюз Дж. (ноябрь 2010 г.). «Стратегии снижения радиации в компьютерной томографической ангиографии сердца». Клиническая радиология . 65 (11): 859–67. дои : 10.1016/j.crad.2010.04.021 . ПМИД  20933639.
  2. ^ «Медицинское радиационное воздействие населения США значительно возросло с начала 1980-х годов» (пресс-релиз). Национальный совет по радиационной защите и измерениям. 5 марта 2009 года . Проверено 9 мая 2019 г.
  3. ^ «Объем производства чипов для медицинской визуализации в мире вырастет в ближайшие пять лет» . Кремниевый полупроводник . 8 сентября 2016 года . Проверено 25 октября 2019 г.
  4. ^ Джеймс AP, Дасарати Б.В. (2014). «Medical Image Fusion: обзор современного состояния». Информационный синтез . 19 : 4–19. arXiv : 1401.0166 . doi :10.1016/j.inffus.2013.12.002. S2CID  15315731.
  5. ↑ Браун Р.В., Ченг Ю.Н., Хааке Э.М., Томпсон М.Р., Венкатесан Р. (2 мая 2014 г.). Магнитно-резонансная томография: физические принципы и дизайн последовательности. Уайли. ISBN 978-1-118-63397-7.
  6. ^ «SpinTech MRI объявляет о разрешении и доступности FDA 510 (k) для STAGE 2.0 с шумоподавлением CROWN для более быстрого сканирования мозга и большей четкости изображения» . ПРВеб . Проверено 6 января 2023 г.
  7. ^ Сперлинг, доктор медицинских наук, Д. «Объединение параметров МРТ лучше, чем одно только взвешивание T2». sperlingprostatecenter.com . Центр простаты Сперлинга . Проверено 31 марта 2016 г.
  8. ^ Банерджи Р., Павлидес М., Танниклифф Э.М., Печник С.К., Сарания Н., Филипс Р., Коллиер Дж.Д., Бут Дж.К., Шнайдер Дж.Э., Ван Л.М., Делани Д.В., Флеминг К.А., Робсон М.Д., Барнс Э., Нойбауэр С. (январь 2014 г.). «Многопараметрический магнитный резонанс для неинвазивной диагностики заболеваний печени». Журнал гепатологии . 60 (1): 69–77. дои : 10.1016/j.jhep.2013.09.002. ПМЦ 3865797 . ПМИД  24036007. 
  9. ^ Рахбар Х., Partridge SC (февраль 2016 г.). «Мультипараметрическая магнитно-резонансная томография рака молочной железы». Клиники магнитно-резонансной томографии Северной Америки . 24 (1): 223–238. doi :10.1016/j.mric.2015.08.012. ПМЦ 4672390 . ПМИД  26613883. 
  10. ^ Скиальпи М., Реджинелли А., Д'Андреа А., Граванте С., Фальконе Г., Баккари П., Манганаро Л., Палумбо Б., Каппабьянка С. (апрель 2016 г.). «Визуализация опухолей поджелудочной железы: обновленная информация» (PDF) . Международный журнал хирургии . 28 (Приложение 1): С142-55. дои : 10.1016/j.ijsu.2015.12.053 . hdl : 11573/908479. ПМИД  26777740.
  11. ^ «Общество ядерной медицины и молекулярной визуализации (SNMMI)» . Snm.org. Архивировано из оригинала 14 августа 2013 г. Проверено 16 августа 2013 г.
  12. ^ «сцинтиграфия - определение сцинтиграфии в Медицинском словаре» . Medical-dictionary.thefreedictionary.com . Проверено 16 августа 2013 г.
  13. ^ abc Дхаван, Атам П. (2003). Анализ медицинских изображений . Хобокен, Нью-Джерси: Wiley-Interscience. ISBN 978-0-471-45131-0.[ нужна страница ]
  14. ^ Эриксон Б.Дж., Джек CR (май 1993 г.). «Корреляция однофотонной эмиссионной КТ с данными МРТ-изображения с использованием фидуциарных маркеров». АДЖНР. Американский журнал нейрорадиологии . 14 (3): 713–20. ПМЦ 8333382 . ПМИД  8517364. 
  15. ^ Уэллс П.Н., Лян Х.Д. (ноябрь 2011 г.). «Медицинское ультразвуковое исследование: визуализация деформации и эластичности мягких тканей». Журнал Королевского общества, Интерфейс . 8 (64): 1521–49. дои : 10.1098/rsif.2011.0054. ПМК 3177611 . ПМИД  21680780. 
  16. ^ Аб Сарвазян А, Холл Т.Дж., Урбан М.В., Фатеми М., Аглямов С.Р., Гарра Б.С. (ноябрь 2011 г.). «Обзор эластографии - новой отрасли медицинской визуализации». Текущие обзоры медицинских изображений . 7 (4): 255–282. дои : 10.2174/157340511798038684. ПМЦ 3269947 . ПМИД  22308105. 
  17. ^ Офир Дж, Сеспедес I, Поннеканти Х, Язди Ю, Ли Х (апрель 1991 г.). «Эластография: количественный метод визуализации эластичности биологических тканей». Ультразвуковая визуализация . 13 (2): 111–34. дои : 10.1016/0161-7346(91)90079-W. ПМИД  1858217.
  18. ^ Паркер К.Дж., Дойли М.М., Рубенс DJ (2011). «Изображение упругих свойств тканей: перспектива на 20 лет». Физика в медицине и биологии . 56 (2): Р1–Р29. Бибкод : 2012PMB....57.5359P. дои : 10.1088/0031-9155/57/16/5359 . ПМИД  21119234.
  19. ^ Виллрингер А, Шанс Б (октябрь 1997 г.). «Неинвазивная оптическая спектроскопия и визуализация функций мозга человека». Тенденции в нейронауках . 20 (10): 435–42. дои : 10.1016/s0166-2236(97)01132-6 . PMID  9347608. S2CID  18077839.
  20. ^ abc «Руководство по диагностической визуализации во время беременности и лактации». Американский конгресс акушеров и гинекологов .февраль 2016 г.
  21. ^ Фрайхерр Г. Не тратьте зря, не хотите: Получите максимальную отдачу от процедур визуализации. Архивировано 2 апреля 2012 г. в Wayback Machine . Диагностическая визуализация. 19 марта 2010 г.
  22. ^ Немировский Дж., Шимрон Э. (2015). «Использование теоремы Бохнера для ограниченной оценки недостающих данных Фурье». arXiv : 1506.03300 [Physics.med-ph].
  23. ^ Перера Моллигода Арахчиге, Арош С.; Свет, Афанасий (10.09.2021). «Интеграция искусственного интеллекта в радиологическую практику: взгляд студентов». Европейский журнал ядерной медицины и молекулярной визуализации . 48 (13): 4133–4135. doi : 10.1007/s00259-021-05558-y. ISSN  1619-7089. PMID  34505175. S2CID  237459138.
  24. ^ Удупа Дж.К. , Герман Г.Т. (2000). 3D-визуализация в медицине (2-е изд.). ЦРК Пресс. ISBN 978-0-8493-3179-4.
  25. ^ FDA: Одобрения и разрешения на устройства, [1]. Проверено 8 января 2012 г.
  26. ^ «FDA: Статистическое руководство для клинических испытаний недиагностических медицинских устройств». FDA.gov . Проверено 31 августа 2012 г.
  27. ↑ Колата, Джина (25 августа 2012 г.). «Гены теперь сообщают врачам секреты, которые они не могут высказать». Нью-Йорк Таймс . Проверено 31 августа 2012 г.
  28. ^ «Лечение медицинских заболеваний в режиме реального времени с использованием Epiphan DVI2USB | Решения | Epiphan Systems» . Epiphan.com. Архивировано из оригинала 14 февраля 2011 г. Проверено 16 августа 2013 г.
  29. ^ Кан CE, Каррино JA, Флинн MJ, Пек DJ, Хории SC (сентябрь 2007 г.). «DICOM и радиология: прошлое, настоящее и будущее». Журнал Американского колледжа радиологии . 4 (9): 652–7. doi :10.1016/j.jacr.2007.06.004. ПМИД  17845973.
  30. ^ Нагорнов, Николай Н.; Ляхов Павел А.; Валуева Мария Владимировна; Бергерман, Максим В. (2022). «Ускорители FPGA на основе RNS для высококачественной вейвлет-обработки трехмерных медицинских изображений с использованием масштабированных коэффициентов фильтра». Доступ IEEE . 10 : 19215–19231. дои : 10.1109/ACCESS.2022.3151361 . ISSN  2169-3536. S2CID  246895876. Системы медицинской визуализации создают все более точные изображения улучшенного качества, используя более высокое пространственное разрешение и битовую глубину цвета. Такие улучшения увеличивают объем информации, которую необходимо хранить, обрабатывать и передавать.
  31. ^ Дуиб, Д.; Наит-Али, А.; Оливье, К.; Насер, штат Массачусетс (июнь 2021 г.). «Стратегия сжатия на основе рентабельности инвестиций наборов данных 3D-МРТ головного мозга для беспроводной связи». ИРБМ . 42 (3): 146–153. doi : 10.1016/j.irbm.2020.05.001. S2CID  219437400. Из-за большого объема данных медицинских изображений процесс передачи в телемедицинских приложениях усложняется. Таким образом, чтобы адаптировать потоки битов данных к ограничениям, связанным с ограничением полосы пропускания, необходимо уменьшение размера данных путем сжатия изображений.
  32. ^ Шреста РБ (май 2011 г.). «Облачные изображения» (PDF) . Прикладная радиология . 40 (5): 8–12. дои : 10.37549/AR1820. S2CID  247970009.
  33. ^ ab Hajnal JV, Hill DL (июнь 2001 г.). Регистрация медицинских изображений . ЦРК Пресс. ISBN 978-1-4200-4247-4.
  34. ^ Харгривз RJ (февраль 2008 г.). «Роль молекулярной визуализации в открытии и разработке лекарств». Клиническая фармакология и терапия . 83 (2): 349–53. дои : 10.1038/sj.clpt.6100467. PMID  18167503. S2CID  35516906.
  35. ^ Уиллманн Дж.К., ван Брюгген Н., Динкельборг Л.М., Гамбхир СС (июль 2008 г.). «Молекулярная визуализация в разработке лекарств». Обзоры природы. Открытие наркотиков . 7 (7): 591–607. дои : 10.1038/nrd2290. PMID  18591980. S2CID  37571813.
  36. ^ Маккарти TJ (август 2009 г.). «Роль визуализации в разработке лекарств». Ежеквартальный журнал ядерной медицины и молекулярной визуализации . 53 (4): 382–6. ПМИД  19834447.
  37. ^ Мэтьюз П.М., Рабинер I, Ганн Р. (октябрь 2011 г.). «Неинвазивная визуализация в экспериментальной медицине при разработке лекарств». Современное мнение в фармакологии . 11 (5): 501–7. doi : 10.1016/j.coph.2011.04.009. ПМИД  21570913.
  38. ^ Садек, Ровайда А. (май 2012 г.). «Улучшенная сегментация МРТ для оценки атрофии». Международный журнал по проблемам компьютерных наук (IJCSI) . 9 (3): 569–74. CiteSeerX 10.1.1.402.1227 . 
  39. ^ Ровайда, А. Садек (февраль 2013 г.). «Анализ регионарной атрофии с помощью МРТ для раннего выявления болезни Альцгеймера». Международный журнал обработки сигналов, обработки изображений и распознавания образов . 6 (1): 49–53.
  40. ^ Комли Р.А., Калленд Д. (февраль 2013 г.). «Визуализация сердечно-сосудистых и метаболических заболеваний». Открытие наркотиков сегодня . 18 (3–4): 185–92. doi :10.1016/j.drudis.2012.09.008. ПМИД  23032726.
  41. ^ Эммерсон, Бенджамин; Янг, Майкл (2023 г.), «Безопасность и общение радиологических пациентов», StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID  33620790 , получено 24 ноября 2023 г.
  42. ^ Винклер С.А., Шмитт Ф., Ландес Х., де Бевер Дж., Уэйд Т., Алейски А., Рютт Б.К. (март 2018 г.). «Градиентные и шиммирующие технологии для МРТ сверхвысокого поля». НейроИмидж . 168 : 59–70. doi :10.1016/j.neuroimage.2016.11.033. ПМК 5591082 . ПМИД  27915120. 
  43. ^ HIPAA 45 CFR, часть 160.103 (2013). Доступно по адресу https://www.hhs.gov/ocr/privacy/hipaa/administrative/combined/hipaa-simplification-201303.pdf. Архивировано 12 июня 2015 г. на Wayback Machine , по состоянию на 17 сентября 2014 г.
  44. ^ Шамир Л., Линг С., Рахими С., Ферруччи Л., Голдберг И.Г. (январь 2009 г.). «Биометрическая идентификация с помощью рентгена коленного сустава». Международный журнал биометрии . 1 (3): 365–370. дои : 10.1504/IJBM.2009.024279. ПМЦ 2748324 . ПМИД  20046910. 
  45. ^ Записи, для которых не требуется отдельное согласие, Генеральный медицинский совет , доступно по адресу http://www.gmc-uk.org/guidance/ethical_guidance/7840.asp, по состоянию на 1 октября 2014 г. Ни один из вышеупомянутых источников не является юридически обязательным. и результаты суда могут различаться.
  46. ^ Кинкейд, Элли. «Хотите картошки фри? Краткая история медицинской МРТ, начиная с Макдональдса». Форбс . Проверено 25 мая 2019 г.
  47. ^ «Десять крупнейших производителей устройств диагностической визуализации» . Больница Вердикт . 30 октября 2012 г. Проверено 25 мая 2019 г.
  48. ^ «Рынок диагностической визуализации стоимостью 32 миллиарда евро на перепутье» . health-in-europe.com . Проверено 25 мая 2019 г.
  49. ^ «Будущее диагностических центров визуализации в Китае». Пульс . Проверено 25 мая 2019 г.
  50. ^ Сборник практик Бюро регистрации авторских прав США.
  51. ^ Craigslist Inc. против 3Taps Inc. , 942 F.Supp.2d 962, 976 (ND Cal. 2013) («Толкование закона об авторском праве в Компендиуме II «имеет право на судебное уважение, если это разумно » ). Доступна здесь; по состоянию на 25 сентября 2014 г.
  52. ^ Согласно §72 UrhG [2] как «простые изображения» (Lichtbild)
  53. ^ * Научная юридическая литература: (Шульце, в: Dreier/Schulze, 2013, §72 Rdnr. 6 со ссылкой на Шрикера/Фогеля §72 Rdnr. 18 и Wandtke/Bullinger/Thum §72 Rdnr. 10 [3] и Thum , в: Wandtke/Bullinger, UrhG, 32009, §72, № 15.)
    • Юридические комментарии: К. Хартунг, Э. Людевиг, Б. Телльхельм: Röntgenuntersuruchung in der Tierarztpraxis. Enke, 2010 [4] или T. Hillegeist: Rechtliche Issuee der elektronischen Langzeitarchivierung wissenschaftlicher Primärdaten. Universitätsverlag Göttingen, 2012 [5] или SC Linnemann: Veröffentlichung «anonymisierter» Röntgenbilder. Дент Имплантол 17, 2, 132-134 (2013)[6]
    • Косвенно постановлением немецкого суда 2-го уровня: (LG Aachen, Urteil v. 16. Oktober 1985, Az. 7 S 90/85 [7]), в котором упоминаются авторские права на рентгеновские изображения, а также Röntgenverordnung В Германии действует федеральное постановление о защите от повреждений, вызванных рентгеновскими лучами, которое в §28 Abs. 5 дважды упоминается «Урхебер» (автор/создатель) рентгеновских изображений [8]. Архивировано 22 декабря 2014 г. в Wayback Machine.
  54. ^ "§ 72 UrhG - Einzelnorm" .
  55. ^ Михалос, Кристина (2004). Закон фотографии и цифровых изображений . Свит и Максвелл. ISBN 978-0-421-76470-5.[ нужна страница ]
  56. ^ Киберправо в Швеции. п. 96.
  57. ^ "Laser Bones: Copyright Issues Raised by the Use of Information Technology in Archaeology" (PDF). Harvard Journal of Law & Technology. 10 (2). 1997. (p. 296)

Further reading

External links

Wikimedia Commons has media related to Medical imaging.