vol. 2 4/2013 Inżynier i Fizyk Medyczny
artykuł naukowy
\
scientific paper
226
ultrasonografia
\
ultrasound
W niektórych urządzeniach ultrasonograficznych wysokiej częstotli-
wości możliwe jest ustalenie zakresu jasności (a więc poziomu sygnału
pola echa), w którymma być dokonany pomiar. Koncepcja wprowadzona
przez zespół prof. Nowickiego polega na zliczaniu pikseli o jasności tylko
w zakresie od 20% do 80% całej skali, odrzucając skrajne wartości najja-
śniejszych inajciemniejszychpikseli.Wynikatozprzyjęciazałożeniamałe-
go wpływu skrajnych wartości na sumę – małej wartości echa lub bardzo
dużej, przy prawie całkowitym odbiciu od struktur twardych. W zależno-
ści od celu prowadzonych badań pomiary echogeniczności skóry właści-
wej dokonywane są wobrębie całej skóry właściwej lub tylkow jej części.
Inny sposób wyrażenia wyniku pomiaru echogeniczności [8] polega
na podaniu wartości procentowej stosunku liczby pikseli o niskiej ech-
ogeniczności LEP (
Low Echogenic Pixels
) do ogólnej liczby pikseli (
Total
Pixels-TP
) zawartychwdanymobszarze zainteresowania ROI. Za piksele
o niskiej echogeniczności przyjmuje się zakresie 0-30, przy jasności ob-
razu w skali 0-255 poziomów jasności. Im wyższa jest wartość współ-
czynnika LEP/TP, tym niższa wartość echogeniczności. Ten współczyn-
nik znajduje zastosowania do oceny echogeniczności skóry dla terapii,
w której monitorowane są zmiany jej nawilżenia.
Podsumowanie
Dotychczasowe wyniki badań właściwości skóry przy zastosowaniu
ultrasonograficznych badań wysokich częstotliwości świadczą o ich du-
żej przydatności diagnostycznej i poznawczej. Uzyskiwana dokładność
pomiarów przy użyciu głowic pozwala na rozdzielczość analiz struktur
skóry na poziomie poniżej 0,1 mm. Badanie służy śledzeniu przebiegu
chorób skóry, ocenie stanu skóry oraz monitorowaniu terapii. Jednak
sam aspekt poznawczy realizowany poprzez badania jakościowe prze-
kroju skóry nie jest wystarczający do dalszych badań, tj. obiektywizacja
pomiaru wymaga diagnostyki ilościowej.
Diagnostyka ilościowa jest oparta na obiektywnym pomiarze pa-
rametrów liniowych grubości (odległości) poszczególnych struktur,
pola powierzchni i pomiarze zjawiska echogeniczności jako parametru
charakteryzującego struktury skóry, jej budowę i funkcje (nawilżenia
i transportu wody). Wśród parametrów diagnostycznych szczególnie
użytecznym jest echogeniczność. Wizualizacja echa w obrazie USG, po-
przez jasność pikseli, zależy od echogeniczności dla każdego elementu
przestrzennego struktury (jako właściwości fizycznej) oraz sposobu re-
konstrukcji obrazu na ekranie urządzenia USG.
Automatyzacja pomiarów bazujących na analizie obrazu USG opiera
się nawyznaczaniu obszaru zainteresowania ROI, którego czasem trud-
no zdefiniować na podstawie wizualnej analizy obrazu echa przez ob-
serwatora. Wymaga to zatem przygotowania algorytmów wykrywania
właściwości struktur warstwowych (tak jak zbudowana jest skóra) i ob-
szarów obiektowych o niskiej echogeniczności (wizualizowanych jako
obiekty ciemne).
Sposób wyznaczania i interpretowania parametru echogeniczności
w przypadku badań skóry nie został dotychczas szczegółowo opisany.
Istnieją różne arbitralne podejścia do pomiaru, a samo zjawisko zamiany
(rzutowania) energii echawpoziom jasności pikseli nie jest liniowe. Stąd
też istotne jest prowadzenie prac badawczych i analitycznychmających
na celu opracowanie sposobów automatyzacji pomiaru poprzez stoso-
wanie metod przetwarzania i rozpoznawania obrazu. Obraz ultrasono-
graficzny skóry ma skomplikowany charakter, bez wyraźnych cech brze-
gu obiektów, ale z małymi grupami pikseli, a w niektórych przypadkach
trudno jest określić wizualnie obiekty (warstwy, obszary o małej ech-
ogeniczności). Rozmycie brzegu tych obiektówwymaga użycia zaawan-
sowanychmetod przetwarzania w zakresie segmentacji, które nie będą
wrażliwe na ten brak ciągłości. Stosowanie ręcznego sposobu oznacze-
nia obiektu lub warstwy może być zawsze użyteczne jako dodatkowa
opcja pomocnicza, szczególnie w przypadkach nietypowych grubości
warstw skóry. Zagadnienia obiektywizacji pomiaru, szczególnie dla
echogeniczności, oraz ujednolicenia sposobu pomiaru parametrów do
oceny właściwości skóry szacowanych z obrazów ultrasonograficznych
jest przedmiotem dalszych badań.
Literatura
1.
T. Yano, H. Fukuita, S. Ueno, et al.:
40MHz ultrasound diagnostics
system for dermatologic examination
, IEEE 1987 Ultrasonic Sympo-
sium Proceeding, 1987, 857-878.
2.
A. Nowicki:
Ultradźwięki w medycynie wprowadzenie do współcze-
snej ultrasonografii
, Wydawnictwo Instytutu Podstawowych Pro-
blemów Techniki PAN, Warszawa 2010.
3.
A. Osmola-Mańkowska, W. Silny, A. Dańczak-Pazdrowska, A. Po-
lańska, K. Olek-Hrab, A. Sadowska-Przytocka, R. Żaba, D. Jenero-
wicz:
Assessment of chronic sclerodermoid Graft-versus-Host Disease
patients, using 20 MHz high-frequency ultrasonography and cutome-
ter methods
, Skin Res Technol., 19(1), 2013, 417-422, doi: 10.1111/j.
1600-0846.2012.00659.x. Epub 2012 Aug 12.
4.
M.H. Schmid-Wendtner, D. Dill-Müller:
Ultrasound technology in
dermatology
, Semin Cutan Med Surg, 27(1), 2008, 44-51.
5.
R. Mlosek:
Obrazowanie skóry i tkanki podskórnej za pomocą ultra-
sonografii klasycznej oraz ultrasonografii wysokich częstotliwości
i jego przydatność w kosmetologii i medycynie estetycznej
, Oficyna
Wydawnicza WUM, Warszawa 2012.
6.
T.F. Chan, L.A. Vese:
Active contours without edges, Image Proces-
sing
, IEEE Transactions, 10(2), 2001, 266-277.
7.
J. Tang:
Amulti-direction GVF snake for the segmentation of skin can-
cer images
, Pattern Recognition, 42(6), 2009, 61172-61179.
8.
M. Gniadecka, G.B.E. Jemec:
Quantitative evaluation of chronologi-
cal ageing and photoageing in vivo: studies on skin echogenicity and
thickness
, British Journal of Dermatology, 139, 1998, 815-821.
Rys. 6
Zmiana echogeniczności skóry w zależności od poziomu nawodnienia, A) skóra
policzka przed terapią nawilżająca, B) skóra policzka po intensywnej terapii nawilżają-
cej z widocznym obniżeniem echogeniczności w górnej warstwie skóry właściwej
1...,56,57,58,59,60,61,62,63,64,65 67,68,69,70,71,72