Архив номеров
Медицинская Техника / Медицинская техника №3, 2024 / с. 5-8

Программно-аппаратный комплекс для восстановления трехмерной структуры поверхностной бедренной артерии на основе ультразвукового сканирования

К.О. Тарасов, Р.Ю. Епифанов, А.А. Гостев, Д.А. Лысиков, А.А. Карпенко, Р.И. Мулляджанов


Аннотация 

Продемонстрирован подход к восстановлению трехмерной структуры сосудов приводящего канала бедра человека на базе снимков, полученных при ультразвуковом исследовании, и данных, собранных датчиком пространственного положения. Описано программное обеспечение, с помощью которого производится обработка данных для корректного размещения масок сегментации УЗИ-снимков в трехмерном пространстве. Проведено тестирование аппаратно-программного комплекса, использующего данный подход, погрешность измерения линейных размеров составила 2,22 %.


Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Кирилл Олегович Тарасов, инженер, 
Ростислав Юрьевич Епифанов, мл. научный сотрудник, лаборатория прикладных цифровых технологий, Международный научно-образовательный математический центр, механико-математический факультет, ФГАОУ ВО «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет», 
Александр Александрович Гостев, канд. мед. наук, врач-сердечно-сосудистый хирург, ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр им. акад. Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, 
Дмитрий Андреевич Лысиков, ординатор, ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, 
Андрей Анатольевич Карпенко, д-р мед. наук, профессор, зав. научно-исследовательским отделом сосудистой и гибридной хирургии, Институт патологии кровообращения, врач-сердечно-сосудистый хирург, ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр им. акад. Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, 
Рустам Илхамович Мулляджанов, д-р физ.-мат. наук, зав. лабораторией, лаборатория прикладных цифровых технологий, Международный научно-образовательный математический центр, механико-математический факультет, ФГАОУ ВО «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет», ст. научный сотрудник, ФГБУН «Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН», г. Новосибирск, 

Список литературы

1. Национальные рекомендации по ведению пациентов с заболеваниями артерий нижних конечностей, Российский согласительный документ / https://www.mrckb.ru/files/ recommendations_LLA.pdf. 
2. Garcia-Dominguez L.J., Falcуn M., Ribй L. et al. Trans-Popliteal Hybrid Retrograde Technique for Revascularization of Chronic Total Occlusions of the Superficial Femoral Artery // Vascular. 2021. Vol. 29. № 4. PP. 582-588. 
3. Wang J.C., Kim A.H., Kashyap V.S. Open Surgical or Endovascular Revascularization for Acute Limb Ischemia // Journal of Vascular Surgery. 2016. Vol. 63. № 1. PP. 270-278. 
4. Kolte D., Kennedy K.F., Shishehbor M.H. et al. Endovascular Versus Surgical Revascularization for Acute Limb Ischemia // Circulation: Cardiovascular Interventions. 2020. Vol. 13. № 1. P. e008150. 
5. Giannopoulos S., Lyden S.P., Bisdas T. et al. Endovascular Intervention for the Treatment of Trans-Atlantic Inter-Society Consensus (TASC) D Femoropopliteal Lesions: A Systematic Review and Meta-Analysis // Cardiovascular Revascularization Medicine. 2021. Vol. 22. PP. 52-65. 
6. Cheban A.V., Osipova O.S., Ignatenko P.V. et al. One-Year Results of Long Femoropopliteal Lesions Stenting with Fasciotomy Lamina Vastoadductoria // Annals of Vascular Surgery. 2023. Vol. 88. PP. 100-107. 
7. Karpenko A.A., Rabtsun A.A., Popova I.V. et al. Intermediate Results of the Prospective Randomized Study on the Effect of Lamina Vastoadductoria Dissection after Superficial Femoral Artery Stenting on the Restenosis Incidence in TASC-II Type C and D Lesions // Cardiovascular Therapy and Prevention. 2020. Vol. 19. № S1. PP. 22-29. 
8. Shah A.P., Klein A.J., Sterrett A. et al. Clinical Outcomes Using Aggressive Approach to Anatomic Screening and Endovascular Revascularization in a Veterans Affairs Population with Critical Limb Ischemia // Catheterization and Cardiovascular Interventions. 2009. Vol. 74. № 1. PP. 11-19. 
9. Cheng C.P., Wilson N.M., Hallett R.L. et al. In Vivo MR Angiographic Quantification of Axial and Twisting Deformations of the Superficial Femoral Artery Resulting from Maximum Hip and Knee Flexion // Journal of Vascular and Interventional Radiology. 2006. Vol. 17. № 6. PP. 979-987. 
10. Nelson T.R., Pretorius D.H. Three-Dimensional Ultrasound Imaging // Ultrasound in Medicine & Biology. 1998. Vol. 24. № 9. PP. 1243-1270. 
11. Huang Q., Xie B., Ye P., Chen Z. Correspondence – 3-D Ultrasonic Strain Imaging Based on a Linear Scanning System // IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 2015. Vol. 62. № 2. PP. 392-400. 
12. Huang Q., Zeng Z. A Review on Real-Time 3D Ultrasound Imaging Technology // BioMed Research International. 2017. Vol. 2017. 20 p. 
13. Rahni A.A.A., Yahya I., Mustaza S.M. 2D Translation from a 6-DOF MEMS IMU’s Orientation for Freehand 3D Ultrasound Scanning // IFMBE Proceedings. 2008. Vol. 21. PP. 699-702. 
14. Fenster A., Downey D.B., Cardinal H.N. Three-Dimensional Ultrasound Imaging // Physics in Medicine & Biology. 2001. Vol. 46. № 5. P. R67. 
15. Welch J.N., Johnson J.A., Bax M.R. et al. A Real-Time Freehand 3D Ultrasound System for Image-Guided Surgery / 2000 IEEE Ultrasonics Symposium. Proceedings. An International Symposium. 2000. Vol. 2. PP. 1601-1604. 
16. AHRS IMU Sensor | HWT605 Datasheet, WitMotion Shenzhen Co., Ltd / https://www.wit-motion.com/proztgjd/44.html. 
17. Yushkevich P.A., Piven J., Hazlett H.C. et al. User-Guided 3D Active Contour Segmentation of Anatomical Structures: Significantly Improved Efficiency and Reliability // Neuroimage. 2006. Vol. 31. № 3. PP. 1116-1128. 
18. Madgwick S.O.H. AHRS Algorithms and Calibration Solutions to Facilitate New Applications Using Low-Cost MEMS / Dissertation. University of Bristol. 2014. 
19. Dawson-Haggerty M. Trimesh. Python library. 2019.