NemtyrevAI - Искусственный интеллект в обработке и анализе медицинских МРТ-снимков с использованием OpenCV

1.1 Введение в OpenCV

OpenCV (Open Source Computer Vision Library) – это библиотека с открытым исходным кодом, разработанная для обработки изображений и компьютерного зрения. OpenCV предоставляет широкий набор функций и алгоритмов, которые могут быть использованы для анализа, обработки и распознавания изображений. Благодаря своей мощности и гибкости, OpenCV является популярным инструментом в области компьютерного зрения и машинного обучения.

1.2 Основы медицинских МРТ снимков

Магнитно-резонансная томография (МРТ) – это метод медицинского образования, который использует магнитные поля и радиоволны для создания детальных изображений внутренних органов и тканей человека. МРТ снимки представляют собой трехмерные данные, содержащие информацию о структуре и состоянии органов. Они широко используются в медицинской диагностике, позволяя врачам обнаруживать и анализировать различные патологии и заболевания.

В этой главе мы познакомимся с основами работы с OpenCV и медицинскими МРТ снимками. Мы рассмотрим установку и настройку OpenCV, а также изучим основы загрузки, отображения и предварительной обработки МРТ снимков. Вы также узнаете о различных типах МРТ снимков и их особенностях, что поможет вам лучше понять контекст и цели работы с этими данными.

В конце книги будет предложен практический проект, в котором мы применим полученные знания OpenCV для обработки и анализа реальных МРТ снимков.

Магнитно-резонансная томография (МРТ) – это метод медицинской визуализации, который использует магнитное поле и радиоволны для создания детальных изображений органов и тканей вашего тела.

Большинство аппаратов МРТ представляют собой большие магниты в форме кольца или трубки. Когда вы лежите внутри МРТ, магнитное поле временно вызывает отклик молекул воды в вашем теле. Радиоволны заставляют выровненные атомы (чаще всего ядра атомов водорода) генерировать слабые сигналы, которые используются для создания изображений – спиральных или в поперечном сечении (как нарезанный батон хлеба).

Также создаются трехмерные изображения, которые можно просматривать под разными углами.

Зачем проводят магнитно-резонансную томографию

Риски магнитно-резонансной томографии

Подготовка к МРТ

Как проходит МРТ

Записаться на МРТ

Зачем проводят магнитно-резонансную томографию

mrt-risk»>Риски магнитно-резонансной томографии

МРТ – неинвазивный способ исследования ваших органов и тканей. Изображения высокого разрешения помогают диагностировать различные проблемы.

МРТ головного и спинного мозга

МРТ является наиболее часто используемым методом визуализации головного и спинного мозга. Это помогает диагностировать:

Аневризмы сосудов головного мозга

Нарушения зрения и внутреннего уха

Рассеянный склероз

Расстройства спинного мозга

Инсульт

Опухоли

Черепно-мозговые травмы

Особый вид МРТ – это функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) головного мозга. В процессе процедуры получают изображение кровотока к определенным областям мозга. Используется для выявления различных патологических состояний связаных с функционированием областей головного мозга.

Функциональная МРТ используется при оценке ущерба от травмы головы или от таких расстройств, как болезнь Альцгеймера.

МРТ сердца и сосудов

По МРТ сердца или кровеносных сосудов можно оценить:

Размер и функцию камер сердца

Толщину и движение стенок сердца

Степень ущерба от заболеваний сердца или от сердечного приступа

Структурные проблемы в аорте, такие как аневризмы или расслоения

Воспаление или закупорка в кровеносных сосудах

МРТ супрааортальных сосудов

МРТ внутренних органов

Позволяет найти опухоли или другие нарушения многих органов в организме:

Печень и желчные протоки

Почки

Селезенка

Поджелудочная железа

Матка

Яичники

Предстательная железа

МРТ костей и суставов

МРТ может помочь оценить:

Нарушения в суставах, вызванные травматическими или повторяющимися травмами, такими как разрыв хряща или связок

Дисковые нарушения в позвоночнике

Костные инфекции

Опухоли костей и мягких тканей

МРТ молочных желез

МРТ можно использовать для выявления рака молочной железы, особенно у женщин с плотной тканью молочной железы или с высоким риском заболевания.

Риски магнитно-резонансной томографии

Поскольку МРТ использует мощные магниты, присутствие металла в вашем теле может представлять угрозу безопасности. Металлические предметы могут искажать изображение МРТ. Перед МРТ вы, скорее всего, заполните анкету, в которой будет указано, есть ли у вас металлические или электронные устройства в вашем теле.

Если ваше устройство не сертифицировано как безопасное для МРТ, вы не сможете пройти МРТ. Список устройств о которых необходимо сообщить:

Металлические протезы суставов

Искусственные клапаны сердца

Имплантируемый дефибриллятор сердца

Имплантированные инфузионные насосы

Имплантированные нервные стимуляторы

Кардиостимулятор

Металлические зажимы

Металлические булавки, винты, пластины, стенты или хирургические скобки

Кохлеарные имплантаты

Пуля, осколок или любой другой тип металлического фрагмента

Внутриматочная спираль

Если у вас есть татуировки или перманентный макияж, спросите своего врача, могут ли они повлиять на вашу МРТ. Некоторые типы чернил содержат металл.

Беременность является относительным противопоказанием к МРТ. Влияние магнитных полей на плод недостаточно изучено. Ваш врач может порекомендовать вам альтернативное обследование или отложить МРТ. Также сообщите своему врачу, если вы кормите грудью, особенно если вы хотите проходите процедуру с контрастированием.

Также важно обсудить с врачом и технологом МРТ проблемы с почками или печенью, потому что проблемы с этими органами могут ограничивать использование инъекционных контрастных веществ во время сканирования.

Подготовка к МРТ

Если не указано иное, то перед обследованием МРТ разрешается принимать пищу и лекарства. Обычно вас просят убрать вещи, которые могут повлиять на получаемое изображение, например:

Ювелирные украшения

Заколки для волос

Очки

Часы

Парики

Протезы

Слуховые аппараты

Бюстгальтеры на косточках

Косметику, содержащаю металлические частицы

Как проходит МРТ?

Во время теста

Вы ложитесь на подвижный стол, который продвигается в аппарат МРТ. Технолог следит за вами из другой комнаты. Вы можете говорить с человеком через микрофон.

Если у вас есть страх замкнутых пространств (клаустрофобия), вам могут дать успокоительное. Большинство людей легко переносят процедуру.

Аппарат МРТ создает сильное магнитное поле вокруг вас, а радиоволны направлены на ваше тело. Процедура безболезненная. Вы не чувствуете магнитное поле или радиоволны, и вокруг вас нет движущихся частей.

Во время МРТ-сканирования внутренняя часть магнита производит повторяющиеся постукивания, удары и другие шумы. Современные апараты обладают встроенной системой шумоподавления.