ИС эндоскопической классификации рисунка микроструктуры поверхности и

микрососудистого рисунка образований желудка

Ярославская областная клиническая онкологическая больницаЯрославский государственный университет им. П.Г. Демидова

Куваев Р.О., Кашин С.В., Ушаков А.Ю., Русаков А.И.

Международный форум «Инновации. Бизнес. Образование – 2012», 1-2 ноября 2012 г., г. Ярославль

Автоматизированный анализ микрострукутры поверхности и микрососудистого рисунка

образований желудка

Эндоскопическая группа

IT-группа

Аналитическая группа

Эндоскопическая группа

Марио Динис-Рибейро (Порто, Португалия), председатель комитета по образованию Европейского общества гастроинтестинальной эндоскопии (ESGE)

Руководители

Сергей Владимирович Кашин (Ярославль), руководитель эндоскопического учебного центра ЯГМА, член совета Российского эндоскопического общества, руководитель отделения эндоскопии ЯОКОБ

Рабочая группа

Сотрудники отделения эндоскопии ЯОКОБ

IT группа

Виктор Алексеевич Капранов (Ярославль), начальник отдела университетского центра Интернет ЯрГУ, ведущий программист ЯрГУ

Андрей Юрьевич Ушаков (Ярославль),сотрудник отдела университетского центра Интернет ЯрГУ , программист ЯрГУ

Аналитическая группа

Мячин Михаил Леонидович (Ярославль), доцент кафедры дискретного анализа ЯрГУ, научный руководитель лаборатории цифровой обработки сигналов и изображений ЯрГУ

Херберт Эдельсбруннер (Клостернойбург Австрия), профессор Института Науки и техники , член немецкой Академии наук, член американской Академии Искусств и Наук

Рабочая группа

Сотрудники лаборатории цифровой обработки сигналов и изображений ЯрГУ.

Руководители

Рак желудка – актуальная проблема в мире

• В мире ежегодно диагностируется около 1 млн новых случаев рака желудка (7,8% от общего числа онкозаболеваний)

• Четвертое место среди самых распространенных онкозаболеваний в мире

• Второе место среди причин смерти от онкопатологии в мире

GLOBOCAN - 2008 Cancer Incidence and Mortality Worldwide, IARC, WHO, 2010

Заболеваемость и смертность от рака желудка в мире

9.9

2.9

1.4

14.6

8

8,6

13

11.7

4.4

2.8

18.5

18.2

24,6

18,3

24

5.8

2.7

30.1

20.5

22.8

28.1

26.9

9

5.7

41.3

46.8

62.2

42.4Восточная Азия

Корея

Япония

Китай

США

Западная Европа

Россия

Женщины Мужчины

GLOBOCAN - 2008 Cancer Incidence and Mortality Worldwide, IARC, WHO, 2010

Заболеваемость(на 100 тыс.населения)

Смертность(на 100 тыс.населения)

16,9 13,5

11,3

10,8

8,06,45,04,83,9

3,65,0

2,9

2,8

2,5

2,6

рак кожи, меланома

трахея, бронхи, легкое

молочная железа

желудок

ободочная кишка

прямая кишка, ректосигмоидноесоединение и анус

лимфатическая и кроветворная ткань

тело матки

почка

предстательная железа

поджелудочная железа

шейка матки

мочевой пузырь

яичник

остальные виды

Структура заболеваемости злокачественными новообразованиями в России в 2009 г.

Чиссов В.И., 2011 г.

Рак желудка 8%

Рак желудка: динамика заболеваемости, смертности по Ярославской области за 10 лет

Организационно-методический отдел ГБУЗ ЯОКОБ

Методики, увеличивающие эффективность диагностика рака

желудка

• Оптические фильтры (узкоспектральная эндоскопия)

• Увеличительные линзы (увеличительная эндоскопия)

• ЭВМ (автоматизированная обработка изображений)

Эндоскопия в узком спектре света (Narrow band imaging – NBI)

K. Gono, Olympus Medical Systems Corp

Оптический преобразователь изображения, повышающий его контрастность, четкость и позволяющий выделить патологические участки слизистой оболочки пищеварительной системы

• оценка ямочного рисунка• оценка сосудистого

рисунка

Увеличительная эндоскопия(High-magnification endoscopy - HME)

эндоскопыOlympus GIF Q 160ZOlympus GIF Q 260Z

ПЗС-матрицаПередвижная линза

МикроприводПластиковый колпачок на

дистальном конце аппарата

Первые в России испытания новой эндоскопической системы Олимпас (Япония) в Ярославской

онкологической клинике – 2005 год

На снимке: разработчик новой системы, профессор К. Гоно (Олимпас, Япония), президент ЯГМА, академик РАМН Ю.В. Новиков, директор Департамента

здравоохранения С.В. Барышев, С.В. Кашин и В.И.Гончаров

Методика проведения увеличительной эндоскопии

Диагностика раннего рака желудка

Эволюция оптических технологий в эндоскопии: размер диагностируемых

образований

от 1,0 см от 0,1 см

Фиброскопия Увеличительная видеоэндоскопия в узком спектре света

EMIS: медицинская информационная система для эндоскопии

• Возможность хранения архива изображений и видео в HD-качестве

• Объективная документация исследования

• Возможность проведения консультаций

• Ресурс для телемедицины• Проведение трансляций в

HD-качестве на образовательных курсах «живой» эндоскопии

EMIS: протокол эндоскопического исследования

20 эндоскопических фотографий из стандартных точек

+дополнительно выявленные

образования

• Контроль качества исследования• Возможность проведения

консультации• Эффективное взаимодействие между

специалистами• Отслеживание изменений при

динамическом наблюдении

Результат работы врача-эндоскописта: информативность протокола

эндоскопического исследования

Автоматизированные системы поддержки принятия решений (сomputer-aided decision support systems (CADSSs) - компьютерные системы, позволяющие выявлять и классифицировать патологические состояния и тем самым повышать точность диагностики

Современные компьютерные системы в эндоскопии

K. Doi. Computer-aided diagnosis in medical imaging: Historical review, current status and

future potential. Computerized Medical Imaging and Graphics, 31(4–5):192–211, 2007.

Сокращение времени и расходов• Определение «области интереса»• Выполнение прицельной биопсии

Повышение точности диагноза• Постоянный уровень концентрации внимания• Устойчивость к плохим условиям осмотра• Стандартизация интерпретации

Обучение специалистов• Совершенствование навыков экспертов • Образовательный ресурс для молодых специалистов

Задачи автоматизированных аналитических систем

M. Liedlgruber and A. Uhl, 2011

Создание обучающей базы данных с контролем с помощью «золотого стандарта»

Обучающая база данных – основа для прогнозирования патологических состояний

Подготовка поверхности

Получениеизображений

Забор биопсии

Эндоскопическое исследование

Эндоскопическое исследование Сбор данныхИзвлечение признаков

Изображения

Контроль

Признаки

База данных

Автоматизированное прогнозирование патологических состояний

Получениеизображений

Эндоскопическое исследование

Поиск изображений по

содержанию

Классификатор изображений

Признаки

ПрогнозВходящее

изображение

База данных

Автоматизированная система анализа

Классификационная система – основа для создания алгоритма обработки изображений

S. Kashin, R. Kuvaev, A. Nadezhin, E. Zakrevskaya , A. Nechipai, I. Ivanikov, V. Kapranov, A. Senin Cancer Risk Assessment System Of Vascular And Surface Patterns In Gastric Lesions Using Narrow Band Imaging (NBI) And High-magnification Endoscopy (HME), Endoscopy 2012; 44 (Suppl 1) A365

База данных

Международная конференция «Предопухолевая патология желудка: диагностика, лечение, наблюдение»,

г. Ярославль, 2-3 июля 2012 г.

20 Объединенная Европейская Гастроэнтерологическая неделя, г.Амстердам (Нидерланды), 20-24 октября 2012 г.

Автоматизированный анализ микрострукутры поверхности и микрососудистого рисунка

образований желудка

Эндоскопическая группа

IT-группаАналитическая

группа