rentradВестник рентгенологии и радиологииJournal of radiology and nuclear medicine0042-46762619-0478Limited Liability Company "LUCHEVAYA DIAGNOSTIKA", Russian Association of Radiologists10.20862/0042-4676-2016-97-2-95-100rentrad-118Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL RESEARCHНЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ ОЧАГОВ ГИПЕРФИКСАЦИИ РАДИОФАРМПРЕПАРАТА НА ОСТЕОСЦИНТИГРАММАХ С ПОМОЩЬЮ КОМПЬЮТЕРНОГО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО АНАЛИЗАSOME ASPECTS OF EXAMINING THE IMAGES OF TRACER HYPERFIXATION FOCI IN OSTEOSCINTIGRAMS BY COMPUTER-ASSISTED AUTOMATED ANALYSISКосыхН. Э.KosykhN. E.

 д. м. н., профессор, гл. науч. сотр.

MD, PhD, DSc, Professor, Chief Researcher

savin.sergei@mail.ruСавинС. З.SavinS. Z.

к. т. н., заведующий лабораторией медицинской информатики

PhD in Tech. Sci., Chief of the Laboratory of Medical Informatics

КоваленкоВ. Л.KovalenkoV. L.

д. м. н., профессор, заведующий кафедрой онкологии

MD, PhD, DSc, Professor, Chief of the Department of Oncology

ПотаповаТ. П.PotapovaT. P.

аспирантка

Postgraduate

ЛитвиновК. А.LitvinovK. A.

заведующий отделением радиологии

Chief of the Branch of Radiology

ФГБУ «Вычислительный центр Дальневосточного отделения РАН» Федерального агентства научных организаций РФРоссияComputer Center of Far-Eastern Branch of Russian Academy of Sciences, Federal Agency of Scientific Organizations of the RFRussian FederationКГБОУ ДПО «Институт повышения квалификации специалистов здравоохранения» Министерства здравоохранения Хабаровского краяРоссияInstitute for Postgraduate Education for Healthcare Professionals, Ministry of Health of the Khabarovsk KraiRussian FederationГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФРоссияFar-Eastern State Medical University, Ministry of Health of the RFRussian FederationКГБУЗ «Краевой клинический центр онкологии» Министерства здравоохранения Хабаровского краяРоссияRegional Clinical Center for Oncology, Ministry of Health of the Khabarovsk KraiRussian Federation20162705201697295100Copyright © Косых Н.Э., Савин С.З., Коваленко В.Л., Потапова Т.П., Литвинов К.А., 20162016Косых Н.Э., Савин С.З., Коваленко В.Л., Потапова Т.П., Литвинов К.А.Kosykh N.E., Savin S.Z., Kovalenko V.L., Potapova T.P., Litvinov K.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.russianradiology.ru/jour/article/view/118

Цель исследования – анализ числовых характеристик костных метастазов по данным сцинтиграфии. Материал и методы. Методом компьютерного автоматизированного анализа изучены планарные остеосцинтиграммы скелета больных раком молочной железы, находящихся как в полной ремиссии, так и в фазе прогрессирования заболевания, с метастазами в скелет. В качестве анализируемого параметра была использована яркость изображения. Результаты. Изучение физиологического накопления радиофармпрепарата (РФП) у больных без метастазов в скелет свидетельствует о широкой вариабельности значений показателя яркости на сцинтиграммах в отдельных зонах скелета. При этом между анатомическими зонами скелета существуют достоверные различия в значениях показателя средней яркости изображения (p<0,01). Практически во всех зонах скелета средние значения показателя яркости патологических очагов гиперфиксации (ОГФ) РФП на сцинтиграммах статистически достоверно преобладают над аналогичными показателями физиологических ОГФ. Заключение. Числовые значения показателя яркости изображения ОГФ РФП на планарных сцинтираммах могут являться важным диагностическим признаком метастатического поражения скелета у больных раком молочной железы.

 

Objective

Objective: to analyze the numerical characteristics of bone metastases according to scintigraphic data. Material and methods. Computer-assisted automated analysis was used to examine planar skeletal osteoscintigrams in patients with breast cancer who had both complete remission and disease progression with skeletal metastases. Brightness in the image was used as an analyzed indicator. Results. Examination of physiological tracer accumulation in patients without skeletal metastases suggests that there is a wide variability of brightness values in the scintigrams of individual skeletal areas. At the same time, the skeletal anatomic areas show significant differences in the average image brightness values (p<0.01). In virtually all skeletal areas, the average brightness values in the pathological tracer hyperfixation foci (HFFs) in the scintigrams are dominant over the similar values of physiological HFFs. Conclusion. There is a direct relationship between the tracer accumulation levels in the skeletal areas without metastatic involvement and the bone metastases occurring in the same areas.

 

 

компьютерный автоматизированный анализрак молочной железыскелетные метастазыпланарные остеосцинтиграммыпатологические очаги гиперфиксации радиофармпрепаратаяркость изображенияcomputer-assisted automated analysisbreast cancerskeletal metastasesplanar osteoscintigramspathological tracer hyperfixation fociimage brightnessИсследование поддержано грантом Программы «Дальний Восток» Российской академии наук № 15-I-4-014 о.ReferencesPratt W.K. Digital Image Processing. 4th edn. John Wiley & Sons Inc.; 2007.Pratt W.K. Digital Image Processing. 4th edn. John Wiley & Sons Inc.; 2007.Van Dinneken B., Bart M., Max A. Computer-aid detection and diagnosis of breast cancer. Radiologic Clinics N. Am. 2001; 20 (12): 1228–41.Van Dinneken B., Bart M., Max A. Computer-aid detection and diagnosis of breast cancer. Radiologic Clinics N. Am. 2001; 20 (12): 1228–41.Косых Н.Э., Смагин С.И., Гостюшкин В.В., Савин С.З., Литвинов К.А. Система автоматизированного компьютерного анализа медицинских изображений. Информационные технологии и вы- числительные системы. 2011; 3: 51–6.Kosykh N.E., Smagin S.I., Gostyushkin V.V., Savin S.Z., Litvinov K.A. Automated computer analysis of medical images. Informatsionnye Tekhnologii i Vychislitel’nye Sistemy. 2011; 3: 51–6 (in Russ.).Евдокименко В.Н. Компьютерные технологии сбора, обработки и анализа данных медико-биологических исследований. М.: МАИ; 2005.Evdokimenko V.N. Computer technologies of collection, processing and analysis of biomedical studies. Мoscow: MAI; 2005 (in Russ.).Дабагов А.Р. Цифровая радиология и диагностика. Достижения и перспективы. Журнал радиоэлектроники. 2009; 5: 140–52.Dabagov A.R. Digital radiology and diagnostics. Achievements and prospects. Zhurnal Radioelektroniki. 2009; 5: 140–52 (in Russ.).Паша С.П., Терновой С.К. Радионуклидная диагностика. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2008.Pasha S.P., Ternovoy S.K. Radionuclide diagnostics. Мoscow: GEOTAR-Media; 2008 (in Russ.).Минаков Е.И., Серегин П.C. Диагностика онкологических образований с помощью МРТ с параллельной обработкой сигналов. Сибирский онкологический журнал. 2011; Прил. 1: 48–9.Minakov E.I., Seregin P.S. Diagnostics of malignant tumors using MRI with parallel signal processing. Sibiriskiy Onkologicheskiy Zhurnal. 2011; Suppl. 1: 48–9 (in Russ.).Попова Г.М., Степанов В.Н. Анализ и обработка изображений медико-биологических микрообъектов. Автоматика и телемеханика. 2004; 1: 48–9.Popova G.M., Stepanov V.N. Analysis and processing of images of biomedical microobjects. Avtomatika i Telemekhanika. 2004; 1: 48–9 (in Russ.).Большакова С.А. Метастазы в кости рака молочной железы: механизм развития, осложнения, со- временный взгляд на сочетание бисфосфантов и лучевой терапии. Вестник Российского научного центра рентгенорадиологии Минздрава России. 2011; 11(3): 1–46.Bol'shakova S.A. Bone metastases breast cancer: mechanism of development, complications, modern look for a combination of bisfosfontam and radiation therapy. Vestnik Rossiyskogo Nauchnogo Tsentra Rentgenoradiologii Minzdrava Rossii. 2011; 11 (3): 1–46 (in Russ.).Brunet-Imbault B., Lemineur G., Chappard C., Harba R., Benhamou C.L. A new anisotropy index on trabecular bone radiographic images using the fast Fourier transform. BMC Medical Imaging. 2005; 5 (4): 1817–51.Brunet-Imbault B., Lemineur G., Chappard C., Harba R., Benhamou C.L. A new anisotropy index on trabecular bone radiographic images using the fast Fourier transform. BMC Medical Imaging. 2005; 5 (4): 1817–51.Андреяшкина И.И., Плохов В.Н. Особенности компьютерной диагностики метастазов в легкие у больных раком молочной железы. Сибирский онкологический жур нал. 2011; Прил. 2: 7–8.Andreyashkina I.I., Plokhov V.N. Features computer diagnosis of metastases in patients with breast cancer. Sibiriskiy Onkologicheskiy Zhurnal. 2011; Suppl. 2: 7–8 (in Russ.).Косых Н.Э., Гостюшкин В.В., Литвинов К.А., Потапова Т.П., Коваленко В.Л. Метод автоматизированного компьютерного анализа планарных сцинтиграмм скелета. Бюллетень сибирской медицины. 2012; 11 (5–1): 63–5.Kosykh N.E., Gostyushkin V.V., Litvinov K.A., Potapova T.P., Kovalenko V.L. Method of automated computer analysis of planar scintigrams skeleton. Byulleten’ Sibirskoy Meditsiny. 2012; 11 (5–1): 63–5 (in Russ.).Sadik M. Bone scintigraphy. A new approach to improve diagnostic accuracy. Gothenburg: University of Gothenburg; 2009.Sadik M. Bone scintigraphy. A new approach to improve diagnostic accuracy. Gothenburg: University of Gothenburg; 2009.Shahgeldi K. Simulation of attenuation effects in bone scintigraphy. Gothenburg: University of Gothenburg; 2009.Shahgeldi K. Simulation of attenuation effects in bone scintigraphy. Gothenburg: University of Gothenburg; 2009.Косых Н.Э., Литвинов К.А., Коваленко В.Л., Еременко А.В. Автоматизированный компьютерный анализ планарных остеосцинтиграмм в задаче определения объема метастатического поражения скелета. Дальневосточный медицинский журнал. 2013; 3: 33–4.Kosykh N.E., Litvinov K.A., Kovalenko V.L., Eremenko A.V. Automated computer analysis of planar osteoscintigraphy in the problem of determining the volume of metastatic lesions of the skeleton. Dal’nevostochnyy Meditsinskiy Zhurnal. 2013; 3: 33–4 (in Russ.).Kosykh N.E., Gostuyshkin V.V., Savin S.Z., Vorojztov I.V. Designing the systems of computer diagnostics of medical images: Proceedings of The First Russia and Pacific Conference on Computer Technology and Applications. 2010. 6–9 September; Russia. Vladivostok: RPC; 2010.Kosykh N.E., Gostuyshkin V.V., Savin S.Z., Vorojztov I.V. Designing the systems of computer diagnostics of medical images: Proceedings of The First Russia and Pacific Conference on Computer Technology and Applications. 2010. 6–9 September; Russia. Vladivostok: RPC; 2010.Коваленко В.Л., Косых Н.Э., Са- вин С.З., Гостюшкин В.В. Методы повышения эффективности компьютерных автоматизированных технологий в задачах радионуклидной диагностики. Врач и информационные технологии. 2013; 6: 42–8.Kovalenko V.L., Kosykh N.E., Savin S.Z., Gostyushkin V.V. Methods of increasing the efficiency of the computer automated technologies in problems of radionuclide diagnostics. Vrach i Informatsionnye Tekhnologii. 2013; 6: 42–8 (in Russ.).Вапник В.Н., Червоненкис А.Я. Теория распознавания образов. М.: Наука; 1974.Vapnik V.N., Chervonenkis A.Ya. Theory of pattern recognition. Moscow: Nauka; 1974 (in Russ.).Rangayyan R.M. Biomedical signal analysis: A case-study approach. Wiley-IEEE Press; 2002.Rangayyan R.M. Biomedical signal analysis: A case-study approach. Wiley-IEEE Press; 2002.Гонсалес Р., Вудс Р., Эддинс С. Цифровая обработка изображений в среде MATLAB. М.: Техно- сфера; 2006.Gonzales R., Woods R., Eddins S. Digital Image Processing in MALAB. Moscow: Tekhnosfera; 2006 (in Russ.).Tompkins W.J. Biomedical digital signal processing. Prentice Hall; 2000.Tompkins W.J. Biomedical digital signal processing. Prentice Hall; 2000.Gurevich I.B., Myagkov A.A., Trusova Y.O., Yashina V.V., Zhuravlev Y.I. On basic problems of image recognition in neurosciences and heuristic methods for their solution. Pattern Recognition and Image Analysis (Advances in mathematical theory and applications). 2015; 25 (1): 132–60.Gurevich I.B., Myagkov A.A., Trusova Y.O., Yashina V.V., Zhuravlev Y.I. On basic problems of image recognition in neurosciences and heuristic methods for their solution. Pattern Recognition and Image Analysis (Advances in mathematical theory and applications). 2015; 25 (1): 132–60.Гайдель А.В., Первушкин С.С. Исследование текстурных при- знаков для диагностики заболеваний костной ткани по рентгеновским изображениям. Компьютерная оптика. 2013; 1 (37): 113–9.Gaydel’ A.V., Pervushkin S.S. Study of the textural features for the diagnosis of diseases of bone on X-ray images. Comp’yuternaya Optika. 2013; 1 (37): 113–9 (in Russ.).Kouloulias V.E., Dardoufas C.E., Kouvaris R.J. Use of image processing techniques to assess effect disodium pamidronate in conjaction with radiotherapy in patients with bone metastases. Acta Oncology. 2002; 41: 169–74.Kouloulias V.E., Dardoufas C.E., Kouvaris R.J. Use of image processing techniques to assess effect disodium pamidronate in conjaction with radiotherapy in patients with bone metastases. Acta Oncology. 2002; 41: 169–74.Gaidel A., Khramov A. Application of texture analysis for automated osteoporosis diagnostics by plain hip radiography. Pattern Recognition and Image Analysis (Advances in mathematical theory and applications). 2015; 25 (2): 301–5.Gaidel A., Khramov A. Application of texture analysis for automated osteoporosis diagnostics by plain hip radiography. Pattern Recognition and Image Analysis (Advances in mathematical theory and applications). 2015; 25 (2): 301–5.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.