08/05/2015 - Selene Projekt. Entwickeln Sie ein neues Gerät zur Verbesserung der Bildqualität von Echografen

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Forscher Bildbearbeitungslabor (LPI) der Universität Valladolid haben das Projekt Selene, durch die sie eine Methode und ein Gerät patentiert und entwickelt haben, die in der Lage ist, die Bildqualität von Echografen zu "verfeinern" und bessere Ergebnisse in Bezug auf Kontrast und Bewahrung diagnostischer Informationen zu liefern.

Die Arbeit konzentrierte sich auf die Doktorarbeit des Forschers Gonzalo Vegas Sanchez-Ferrero, das zurzeit Advanced Fellow des M+VISION-Konsortiums zwischen der Gemeinschaft Madrid und dem Technologieinstitut Massachusetts ist (MIT) und arbeitet an der Brigham and Women's Hospital in Boston im Rahmen der Applied Chest Imaging Laboratory Laboratory (ACIL) der Harvard Medical School in Zusammenarbeit mit dem Biomedical Image Technologies (BIT) der Polytechnischen Universität Madrid.

Wie er erklärt, "ist Ultraschall oder Ultraschallbild (US) wahrscheinlich die am weitesten verbreitete diagnostische Bildform im medizinischen Kontext, vor allem wegen ihrer geringen Kosten und ihres nicht-strahlenden Charakters." Sie ist jedoch besonders laut und produziert Bilder mit einem granularen Muster namens speckle, das ihre Auflösung reduziert.

"Die Forscher im medizinischen Ultraschallbild sind sich der unerwünschten Wirkung des Lärms voll bewusst und arbeiten seit mehreren Jahrzehnten an seiner Charakterisierung und Reduzierung. In diesem Bereich wurden erhebliche Fortschritte erzielt, und zahlreiche Lärmschutzfilter wurden mit mehr oder weniger Erfolg entwickelt, aber leider werden diese Filter noch nicht in die medizinischen Protokolle aufgenommen."

Der Hauptgrund dafür ist, dass Speckle ein Muster ist, das von der Ultraschallphysik selbst produziert wird. Es hängt u.a. von den Merkmalen des zu untersuchenden Gewebes ab, so dass eine angemessene Analyse des speckle "sehr wertvolle Informationen für diagnostische Zwecke liefern kann."

Das medizinische Personal zieht es daher vor, die granulare Textur beizubehalten, obwohl sie die anatomische und funktionelle Ultraschallanalyse erschwert, und hält es für sehr wünschenswert, die Bildqualität zu verbessern, um das Diagnosepotenzial zu erleichtern. "Dieses offensichtliche Paradox zeigt die Schwierigkeiten bei der Kommunikation zwischen Technologie und Medizin, da die Bildforscher Ultraschall-Lärmschutzfilter zur Verfügung gestellt haben, während die Ärzte diese nicht anwenden, weil sie Angst haben, relevante diagnostische Informationen zu verlieren."

Interaktion mit dem Bild in Echtzeit

Das Projekt Selene zielt darauf ab, diese Problematik zu lösen, indem ein Gerät und eine Methode zur Filterung und Verbesserung von Ultraschallbildern vorgeschlagen werden, die diagnostische Informationen erhalten. Auf der einen Seite ermöglicht das System die Charakterisierung von Geweben von diagnostischem Interesse, die vom Benutzer ausgewählt werden können. "Die Auswahl der interessanten Gewebe kann automatisch (Standard) oder manuell durchgeführt werden, wie gewünscht, so dass dem Arzt die Möglichkeit gegeben wird, mit dem Bild in Echtzeit zu interagieren. Dieses Ziel der Auswahl bietet die Methode der großen Vielseitigkeit in Abhängigkeit von der Diagnose des Bildes," erläutert der Forscher. Andererseits ist es in der Lage, eine selektive Verbesserung mit der Erhaltung von Diagnosedetails für 2D-, 3D- und 4D-Bilder in Echtzeit durchzuführen, was die Aufnahme von Selene in die tägliche klinische Praxis erleichtern soll.

Das System befindet sich derzeit in der Phase der Anmeldung eines internationalen Patents. Das Forscherteam entwickelt den ersten kommerziellen Prototyp und entwickelt die klinische Studie, um die diagnostische Verbesserung zu demonstrieren, die bei der Anwendung von Selene auftritt.

Das System wurde derzeit in einer Klinik in Valladolid getestet und hat erste gute Ergebnisse erzielt. "Quantifizierte Studien haben gezeigt, dass Selene bei intravaskulären Ultraschallbildern bessere Kontrast- und diagnostische Informationen liefert," so der Forscher.

Verschiedene Preise und Auszeichnungen

Das Projekt Selene hat den Prometheus-Preis 2014 erhalten, den die Generalstiftung der Universität Valladolid (FUNGE) für die Entwicklung marktorientierter Prototypen und den ersten Vivero-Preis für Unternehmer in ihrer Ausgabe 2014 verliehen hat, eine Auszeichnung, die von der Bildungsbehörde durch die Stiftung Universitäten und Hochschulen Kastiliens und Leóns (Fuescyl) mit der Schirmherrschaft der Abteilung Global Santander Universityes gefördert wurde. Die Dissertation von Gonzalo Vegas Sánchez-Fererro wurde 2013 als außerordentlicher Doktorandenpreis an der Universität Valladolid verliehen und endete 2013 mit der besten Doktorarbeit im Bereich Informations- und Telekommunikationstechniken des offiziellen Kollegiums der Telekommunikationsingenieure, auch in diesem Jahr.

Ref.

Ramos-Llordén, G., Vegas-Sánchez-Ferrero, G., Martín-Fernández, M., Aja-Fernández, S., Alberola-López, C. (2015) "Anisotropic diffusion filter with memory based on speckle statistics for medical images". IEEE Transactions on Image Processing. Vol. 24, n 1

Vegas-Sánchez-Ferrero, G., Seabra, J., Aja-Fernández, S., Martín-Fernández, M., Palencia, C., Sanches, J. (2014). "Gamma Mixture Classifier for Plaque Detection in Intravascular Ultrasonic Images". IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. vol.61, no.1, pp.44,61

Vegas-Sánchez-Ferrero, G., Martín-Fernández, M., Miguel Sanches, J. (2014). "A Gamma Mixture Model for IVUS Imaging", Multi-Modality Atherosclerosis Imaging and Diagnosis. Editors: Luca Saba, João Miguel Sanches, Luís Mendes Pedro, Jasjit S. Suri ISBN: 978-1-4614-7424-1 (Print) 978-1-4614-7425-8 (Online), Pages 155-171.

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