КАЛИБРОВОЧНЫЕ МАРКЕРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ КОСТНОЙ ТКАНИ ПРИ РЕНТГЕНОЛОГИЧЕСКОМ ИССЛЕДОВАНИИ

Устройство относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии и может быть использовано для экспресс-оценки плотности тканей на рентгеновском снимке.
Известны устройства и способы определения плотности костной ткани, в частности «Метод использования рентгеноморфометрии для оценки минеральной плотности костной ткани альвеолярной кости» (пат.№2320267 от 27.03.2008).
Предложенный авторами способ заключается в получении рентгеновского изображения с применением ступенчатого ослабителя, построения градуировочной кривой, сопоставляющей оптическую плотность рентгеновского изображения объемному удельному содержанию гидроксиапатита кальция в г/см2. При этом ступенчатый ослабитель изготавливают из медного сплава.
Недостатки способа: достаточно трудоемкий.
Известен «Способ оценки минерализации костного регенерата по изображениям рентгенограмм» (пат. 2316255 от 20.06.2006).
Для его осуществления определяют интенсивность каждого пикселя тени регенерата, дополнительно измеряют среднюю интенсивность теней мягких тканей и фона изображения рентгенограммы на уровне костного регенерата, значения которых используют для расчета оптической плотности пикселей. Анализируют полученные вариационные ряды значений оптической плотности в регенерате с использованием метода описательной статистики и методов проверки статистических гипотез. Вариационный ряд ранжируют по возрастанию, разбивают диапазон оптической плотности от 0 до 1,1 у.е. на 22 равных интервала с шагом 0,05 у.е. Определяют долю пикселей, имеющих оптическую плотность, соответствующую каждому интервалу в площади регенерата. Строят гистограмму распределения оптических плотностей, соответствующую распределению структур с различной степенью минерализации в костном регенерате.
Способ требует использования дополнительного математического аппарата и времени, что не всегда осуществимо в клинической практике.
Известен способ фотоденситометрии рентгенограмм или их оцифрованных изображений 2281030 от 27.09.2003
Для осуществления способа измеряют интенсивность оптической плотности тени воздуха по горизонтальным и вертикальным линиям, а также по площади и при отсутствии разброса значений интенсивности оптической плотности более 5% считают рентгенографическое изображение пригодным для денситометрического анализа. При разбросе значений интенсивности оптической плотности более 5% устанавливают тип дефекта изображения: при наличии градиента интенсивности тени воздуха только по вертикали или горизонтали, а также наличии градиента интенсивности тени воздуха от центра изображения к периферии считают рентгенографическое изображение условно пригодным для денситометрического анализа. При несвязанной с наличием градиентов по осям неоднородности тени воздуха на площади или при наличии комбинированного варианта считают рентгенографическое изображение непригодным для денситометрического анализа.
При таком способе оценки отсутствуют четкие критерии выраженной в цифровом виде плотности костной ткани.
Известен «Способ определения прочности губчатой костной ткани головки бедра человека» (заявка 2007105413 от 20.08.2008).
Способ определения прочности губчатой костной ткани головки бедра человека, заключающийся в том, что у больного выполняют рентгенографию проксимального отдела бедра в двух стандартных проекциях с использованием ступенчатого клина-эталона и рассчитывают прочность кости в определенной точке головки бедра по специальной формуле.
Способ требует использования дополнительного математического аппарата и времени, что не всегда осуществимо в клинической практике.
Цель создания полезной модели - разработать устройство, позволяющее достаточно точно оценивать плотность тканей на рентгенограмме с использованием калибровочных шкал. Устройство просто в изготовлении, имеет низкую себестоимость, доступно для использования в любом лечебном учреждении, оснащенном рентгеновским кабинетом.
Технический результат достигается путем создания калибровочных маркеров, состоящих их фрагментов с известной плотностью материала.
На фигуре 1 изображен внешний таких маркеров. Маркеры представляют собой треугольник (фиг.1 А), форма которого схожа с буквой «Л» и прямоугольник (фиг.1 Б), форма которого схожа с буквой «П». Такая форма маркеров необходима для различения левосторонних или правосторонних фрагментов на рентгенограмме. В случае, если необходим снимок части тела левой стороны туловища рядом с объектом укладывают марке в форме треугольника, если необходим снимок части тела правой стороны туловища рядом с объектом укладывают марке в форме прямоугольника.
Маркеры могут быть изготовлены путем, например, склеивания, термической припасовки, механического соединения винтами из фрагментов, имеющих известную плотность материала, соответствующую определенной степени рентгеноконтрастности. Так, на фигуре 1 (1) указан фрагмент маркера с пропускающей способностью 95%, 1 (2) - с пропускающей способностью 60%, 1 (3) - с пропускающей способностью 30%, 1 (4) - с пропускающей способностью 5%. Мы предлагаем использовать при изготовлении маркеров, как минимум, четыре различных по ренгеноконтрастности фрагмента. В этом случае градировочная шкала имеет шаг около 30% изменения плотности. Рентгеновский снимок с такими маркерами может быть визуально оценен врачом с приблизительной оценкой плотности интересующего в каждом случае участка тканей пациента. Для более точной оценки путем простого сканирования и использования стандартных программ обработки изображений путем сопоставления процента серого на участках маркера и интересующих участках тканей пациента можно получить точное количественное выражение плотности интересующего участка ткани. При способе оценки плотности ткани с использованием градировочных маркеров точность оценки не будет зависеть от технических характеристик растворов, использованных при проявке снимки или заданной мощности рентгеновского аппарата. Погрешность на изображении маркера будет соответствовать погрешности на изображении тканей пациента.
При необходимости возможно изготовление маркеров, состоящих из большего числа фрагментов различной плотности и рентгеноконтрастности (фиг.2).
Таким образом, предлагаемая модель отличается наличием формы, соответствующей обозначениям правой и левой частей и наличием в одном маркере фрагментов материала различной плотности и рентгеноконтрастности. Модель характеризуется простотой, невысокой стоимостью, удобством и доступностью.
Обозначения к чертежам.
Фиг.1. Общий вид калибровочных маркеров, имеющих минимальное число фрагментов.
1 фрагмент с пропускающей способностью 95%,
2 фрагмент с пропускающей способностью 60%,
3 фрагмент с пропускающей способностью 30%,
4 фрагмент с пропускающей способностью 5%,
Фиг.2. Калибровочные маркеры, содержащие по 16 фрагментов