Архив номеров
Медицинская Техника / Медицинская техника №1, 2024 / с. 10-13

Информационная система сбора, хранения и обработки денситометрических данных для определения перспективных навигационных данных медицинских роботов

Ю.Н. Куликов, А.А. Воротников, Д.С. Мищенков, Ю.В. Подураев, А.А. Гринь, О.В. Левченко


Аннотация 

Представлена структура разработанного прототипа информационной системы сбора, хранения и обработки компьютерных томограмм для определения перспективных навигационных данных медицинских роботов. Данное программное обеспечение служит для упрощения и систематизации процесса получения информации о рентгенологической плотности тканей пациентов по простейшим геометрическим примитивам в виде точек и линий, а также привязки их к анамнестическим данным. Понимание структуры оперируемой ткани может качественно улучшить лечение пациентов, а применительно к робототехнике будет способствовать формированию новых методов навигации медицинских роботов для транспедикулярной фиксации.


Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Юрий Николаевич Куликов, лаборант-исследователь, лаборатория медико-роботических цифровых технологий, НИИ «ТЕХНОБИОМЕД», ФГБОУ ВО «МГМСУ им. А.И. Евдокимова» Минздрава России, магистрант, кафедра «Робототехника и мехатроника», ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН», 
Андрей Александрович Воротников, канд. техн. наук, научный сотрудник, лаборатория медико-роботических цифровых технологий, НИИ «ТЕХНОБИОМЕД», ФГБОУ ВО «МГМСУ им. А.И. Евдокимова» Минздрава России, преподаватель, кафедра «Робототехника и мехатроника», ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН», 
Денис Сергеевич Мищенков, научный сотрудник, лаборатория медико-роботических цифровых технологий, НИИ «ТЕХНОБИОМЕД», ФГБОУ ВО «МГМСУ им. А.И. Евдокимова» Минздрава России, 
Юрий Викторович Подураев, директор, НИИ «ТЕХНОБИОМЕД», ФГБОУ ВО «МГМСУ им. А.И. Евдокимова» Минздрава России, д-р техн. наук, профессор, кафедра «Робототехника и мехатроника», ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН», 
Андрей Анатольевич Гринь, член-корр. РАН, д-р мед. наук, зав. научным отделением неотложной нейрохирургии, НИИ «СП им. Н.В. Склифосовского», ведущий научный сотрудник, НИИ «ТЕХНОБИОМЕД», ФГБОУ ВО «МГМСУ им. А.И. Евдокимова» Минздрава России, гл. нейрохирург, Департамент здравоохранения г. Москвы, 
Олег Валерьевич Левченко, профессор РАН, д-р мед. наук, проректор, зав. кафедрой, кафедра «Нейрохирургия и нейрореанимация», ФГБОУ ВО «МГМСУ им. А.И. Евдокимова» Минздрава России, г. Москва, 

Список литературы

1. Bidgood W.D., Horii S.C., Prior F.W., Van Syckle D.E. Understanding and using DICOM, the data interchange standard for biomedical imaging // Journal of the American Medical Informatics Association. 1997. Vol. 4. № 3. PP. 199-212. 
2. Magill D., Beckmann N., Felice M.A., Yoo T., Luo M., Mupparapu M. Investigation of dental cone-beam CT pixel data and a modified method for conversion to Hounsfield unit (HU) // Dentomaxillofacial Radiology. 2017. Vol. 47. № 2. P. 20170321. 
3. Pieper S., Halle M., Kikinis R. 3D Slicer / 2004 2nd IEEE International Symposium on Biomedical Imaging: Nano to Macro (IEEE Cat No. 04EX821). Arlington, USA. 2004. PP. 632-635. 
4. Xie L., Cai W., Gao Y. Dmcgnet: A novel network for medical image segmentation with dense self-mimic and channel grouping mechanism // IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics. 2022. Vol. 26. № 10. PP. 5013-5024. 
5. Floyd E., Cohn P., Ferguson J., Kalantar S.B. A review of preoperative planning technologies for spinal deformity correction // Seminars in Spine Surgery. 2020. Vol. 32. № 2. P. 100787. 
6. Косулин А.В., Елякин Д.В., Лебедева К.Д., Сухомлинова А.Е., Козлова Е.А., Орехова А.Е. Применение навигационного шаблона для прохождения ножки позвонка при транспедикулярной фиксации // Педиатр. 2019. Т. 10. № 3. С. 45-50. 
7. Bertelsen A., Melo J., Sбnchez E., Borro D. A review of surgical robots for spinal interventions // The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery. 2013. Vol. 9. № 4. PP. 407-422. 
8. Solovyev M.A., Vorotnikov A.A., Grin A.A., Klimov D.D., Poduraev Y.V., Krylov V.V. Experimental validation of the multifunctional device for measuring forces and torques on spine phantoms // Lecture Notes in Electrical Engineering. 2021. Vol. 746. PP. 343-353. 
9. Solovyev M.A., Vorotnikov A.A., Poduraev Y.V., Grin A.A., Krylov V.V., Klimov D.D. Conceptualization of the construction of a device for measuring forces and torques during neurosurgical procedures // Biomedical Engineering. 2020. Vol. 54. № 3. PP. 194-199. 
10. Kovalskii V.M., Vorotnikov A.A., Grin A.A., Krylov V.V. Assessment of the homogeneity of polymeric materials using hounsfield units // Journal of Physics: Conference Series. Ser.: International Conference on Automatics and Energy, ICAE 2021. 2021. Vol. 2096. № 1. P. 012169. 
11. Korfiatis P., Erickson B. PESSCARA: An example infrastructure for big data research // Big Data on Real-World Applications. 2016. P. 97. 
12. Kong X., Peng R., Dai H., Li Y., Lu Y., Sun X., Zheng B., Wang Y., Zhao Z., Liang S., Xu M. Disease-specific data processing: An intelligent digital platform for diabetes based on model prediction and data analysis utilizing big data technology // Frontiers in Public Health. 2022. Vol. 10. 
13. Bolanowski M., Эak K., Paszkiewicz A., Ganzha M., Paprzycki M., Sowiсski P., Palau C.E. Eficiency of REST and gRPC Realizing Communication Tasks in Microservice-Based Ecosystems // New Trends in Intelligent Software Methodologies, Tools and Techniques. 2022. PP. 97-108. 
14. Mansoori B., Erhard K.K., Sunshine J.L. Picture Archiving and Communication System (PACS) implementation, integration & benefits in an integrated health system // Academic Radiology. 2012. Vol. 19. № 2. PP. 229-235. 
15. Jodogne S., Bernard C., Devillers M., Lenaerts E., Coucke P. Orthanc-a lightweight, restful dicom server for healthcare and medical research / IEEE International Symposium on Biomedical Imaging. San Francisco, USA. 2013. PP. 190-193. 
16. Patil M.M., Hanni A., Tejeshwar C.H., Patil P. A qualitative analysis of the performance of MongoDB vs MySQL database based on insertion and retriewal operations using a web/android application to explore load balancing – Sharding in MongoDB and its advantages / 2017 IEEE International Conference on I-SMAC (IoT in Social, Mobile, Analytics and Cloud) (I-SMAC). Palladam, India. 2017. PP. 325-330. 
17. Hong X.J., Yang H.S., Kim Y.H. Performance analysis of RESTful API and RabbitMQ for microservice web application / 2018 International Conference on Information and Communication Technology Convergence (ICTC). Jeju, Korea (South). 2018. PP. 257-259. 
18. Rad B.B., Bhatti H.J., Ahmadi M. An introduction to docker and analysis of its performance // International Journal of Computer Science and Network Security (IJCSNS). 2017. Vol. 17. № 3. P. 228. 
19. Lunacek M., Braden J., Hauser T. The scaling of many-task computing approaches in python on cluster supercomputers / 2013 IEEE International Conference on Cluster Computing (Cluster). Indianapolis, USA. 2013. PP. 1-8. 
20. Vorotnikov A.A., Poduraev Y.V., Romash E.V. Estimation of error in determining the centers of rotation of links in a kinematic chain for industrial robot calibration techniques // Measurement Techniques. 2015. Vol. 58. № 8. PP. 864-871.