3D image processing system for helping physicians in the diagnosis and monitoring of scoliosis

3D image processing system for helping physicians in the diagnosis and monitoring of scoliosis; FP7 SME Instrument

Badacz: prof. dr hab. n. med. Tomasz Kotwicki

SCOLIO-SEE to oprogramowanie i system sprzętowy, który po raz pierwszy będzie łączy dane uzyskane zarówno z badań RTG i z technik pomiarów powierzchniowych. To połączenie deformacji wewnętrznej i zewnętrznej pozwala na monitorowanie zmian krzywizn kręgosłupa po leczeniu, jedynie w oparciu o analizę zmian powierzchniowych. W ten sposób zmniejszona została liczba wykonywanych zdjęć RTG do poziomu, który nie jest szkodliwy dla pacjenta. Dodatkowo opracowany moduł oprogramowania pozwala na indywidualne porównanie obrazów 3D zarejestrowanych dla każdego pacjenta w trakcie dwóch kolejnych wizyt, aby wskazać trójpłaszczyznowe zmiany zachodzące na całej powierzchni pleców w danym przedziale czasowym. Baza danych SCOLIO-SEE została wykorzystana dwojako: wykorzystano sztuczną sieć neuronową (ANN), której celem jest zwiększenie trafności oszacowania i przewidywania kąta Cobba i wyodrębnienie nowych spostrzeżeń wykorzystywanych w diagnostyce skolioz. Aby osiągnąć ten cel powstała baza danych, w której zgromadzone są dane radiologiczne, powierzchniowe pomiary topograficzne oraz parametry kliniczne co najmniej 150 pacjentów dotkniętych różnego rodzaju skoliozami o różnym nasileniu.

Wiele badań wskazuje, że w oparciu o wcześniej wykonane zdjęcie RTG nie można prognozować zmian wartości kąta Cobba, ani szacować jego konkretnej wartości jedynie ze wskaźników powierzchniowych. Związane jest to z faktem, że pomiary powierzchniowe i radiogramy nie są zbyteczne ale uzupełniają się. Niemniej, nawet jeżeli nie można zupełnie wyeliminować zdjęć RTG, można w znacznym stopniu zmniejszyć ich liczbę odpowiednio łącząc pomiary powierzchniowe i radiologiczne. Badania wykazują, że zmniejszenie liczby zdjęć RTG jest bardzo istotne, ponieważ pacjenci ze skoliozą mają wyższe ryzyko zachorowania na raka z powodu powtarzającego się narażenia na promieniowanie.

Projekt SCOLIO-SEE był współfinansowany przez Komisję Europejską w ramach programu “7 Program Ramowy Badań i Rozwoju Technologicznego Unii Europejskiej.”