РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ МУЛЬТИСПИРАЛЬНОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ ГЛАЗНИЦЫ В АВТОМАТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ТРЕХМЕРНОЙ МОДЕЛИ ГЛАЗНИЦЫ И ОРБИТАЛЬНОГО ИМПЛАНТАТА

В. С. Осипович; О. Н. Дудич; В. Л. Красильникова

doi:10.25298/2221-8785-2024-22-4-349-359

В. С. Осипович Белорусский государственный институт информатики и радиоэлектроники, Минск, Беларусь
О. Н. Дудич Институт повышения квалификации и переподготовки кадров в здравоохранении УО «Белорусский государственный медицинский университет», Минск, Беларусь https://orcid.org/0009-0004-6554-3230
В. Л. Красильникова Институт повышения квалификации и переподготовки кадров в здравоохранении УО «Белорусский государственный медицинский университет», Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0002-5852-2616

DOI: https://doi.org/10.25298/2221-8785-2024-22-4-349-359

Ключевые слова: мультиспиральная компьютерная томография, перелом глазницы, 3D модель, DICOM изображения

Аннотация

Цель: разработка технологии построения 3D модели нижних и медиальных костей лицевого черепа с сохранением полной информации об их геометрии на основе результатов мультиспиральной компьютерной томографии (файлы DICOM). Материал и методы. Во время исследования были проанализированы DICOM-изображения пациентов. Результаты. Разработан алгоритм подготовки DICOM-изображений для построения трехмерной модели костей лицевого черепа. Алгоритм обработки DICOM-изображений снизил уровень потери данных о тонких костях орбиты при построении трехмерной модели костей лицевого черепа с 22-31% до 3-5%. Разработанное программное обеспечение автоматически изменяет цвет пикселей тонких костей орбиты с серого на белый. Тонкие кости орбиты были расширены на один пиксель с помощью алгоритма обработки DICOM-изображений. Выводы. Анализ результатов обработки изображений разработанным программным обеспечением проведен с использованием программного обеспечения 3D Slicer. В результате разработки данного программного средства удалось получить полноразмерную 3D модель глазницы с дефектом костей и 3D модель индивидуального орбитального имплантата.

Литература

Eolchiian SA. Complex skull defects reconstruction with САD/САМ titanium and polyetheretherketone (PEEK) implants. Burdenkos Journal of Neurosurgery. 2014;78(4):3-13. edn: SXTEGJ. (Russian).

Stuchilov VA, Nikitin AA, Sekirin AB, Filatova EV, Larionov KS, Grishin AS, Kokorev VYu, Ryabtseva AA. Computer modeling and laser technologies in rehabilitation of patients with midfacial trauma. Almanac of Clinical Medicine. 2015;(36):82-89. edn: TMUWFB. (Russian).

Schramm A, Suarez-Cunqueiro MM, Rücker M, Kokemueller H, Bormann KH, Metzger MC, Gellrich NC. Computer-assisted therapy in orbital and mid-facial reconstructions. Int J. Med Robot. 2009;5(2):111-124. https://doi.org/10.1002/rcs.245.

Davydov DV, Levchenko OV, Mikhailiukov VM. Surgical reconstruction of posttraumatic defects and deformities of the orbit using frameless navigation. Russian Annals of Ophthalmology. 2014;130(2):20-26. edn: SDHRHH. (Russian).

Masalitina NN, Kurochka KS. The automated classificatory of computer tomography results for lumbar spine geometric modeling. Doklady Belorusskogo gosudarstvennogo universiteta informatiki i radiojelektroniki. 2017;3(105):12-19. edn: ZDINEB. (Russian).

Rybalchenko GN, inventors; KONMET Inkorporejted, assignee. Plastina Rybalchenko dlja rekonstrukcii povrezhdennyh kostnyh struktur skuloglaznichnoverhnecheljustnogo kompleksa i sposob rekonstrukcii povrezhdennyh kostnyh struktur skuloglaznichnoverhnecheljustnogo kompleksa s ee ispolzovaniem. RU patent 2202302. 2003 Apr 20. (Russian).

Shalumov AZ, inventors. Sposob izgotovlenija individualizirovannogo precizionnogo implantata dlja vospolnenija slozhnogo subtotalnogo poliossalnogo defekta glaznicy : RU patent 2164392. 2001 March 27. (Russian).

Standard DICOM 3.0 [Internet]. Available from: https://www.dicomstandard.org/current. – Date of access: 13.03.2024.

Krasilnikova V, Dudzich O, Zalutsky J. Justification of the choice of titanium implants, intended for closing of orbital bone defects based on a morphologic and histological evaluation of tissues. Ophthalmology. Eastern Europe. 2017;7(1):80-102. edn: XWGGBB.

Hussain T. ViPS: A novel visual processing system architecture for medical imaging. Biomed. Signal Process. Control. 2017;38:293-301. https://doi.org/10.1016/j.bspc.2017.06.003.

Mohan G, Subashini M. MRI based medical image analysis: Survey on brain tumor grade classification. Biomed. Signal Process Control. 2018;39:139-161. https://doi.org/10.1016/j.bspc.2017.07.007.

PGM – Netpbm grayscale image format [Internet]. Available from: http://netpbm.sourceforge.net/doc/pgm.html. – Date of access: 13.02.2024.