119

4.7. Телемедицина

Разработка единого стандарта передачи изображений способствовала развитию в последние годы телемедицины - нового информационного направления, использующего телекоммуникационные технологии для обеспечения потребителей, находящихся на некотором расстоянии друг от друга, необходимой медицинской информацией.

Потребность в телекоммуникационных технологиях существует во многих областях медицины [41]. Одним из информационных направлений телемедицины является телерадиология, обеспечивающая с помощью стандарта DICOM 3.0 возможность передачи по линиям связи цифрового изображения. Первая подобная удаленная консультация была проведена в 1959, когда из США в Монреаль (Канада) по коаксиальному кабелю было передано изображение флюорограммы легких. Развитие телемедицины осуществляется в трех основных направлениях:

-проведение консультаций с использованием телевизионной связи;

-использование медицинской информации для обучения и совершенствования медицинских работников;

-применение телекоммуникационных линий для управления медицин-

скими центрами (большинство крупных лечебных учреждений имеет свои программы по телемедицине).

Сегодня практически каждый крупный медицинский центр или больница имеют компьютерную линию, обеспечивающую доступ сотрудников к различным базам данных. В 1994-1995 гг. в Internet была подключена телемедицинская система Visible Human - база данных по анатомии кадапера мужчины и женщины (замороженные среды, КТ и МРТ изображения высокого разрешения). Модель мужчины содержит около 14 млрд. байт информации, модель женщины - 40 млрд. байт. Обе модели служат для обучения, применяются в травматологии, при планировании операций и других медицинских процедур.

Современную телемедицину можно характеризовать типом посылаемой информации (рентгеновские снимки, томограммы, лабораторные анализы и т.п.) и техническими средствами, используемыми для ее передачи.

Существует несколько способов передачи медицинской информации. Телефонные линии недороги и доступны практически любому потребителю, что делает их идеальными для проведения неотложных консультаций и лечения некоторых категорий больных. Факсимильная связь используется для передачи электрокардиограмм и результатов анализов.

Более сложные задачи, например, передача набора томограмм или видеопотока, требуют иных алгоритмов. При передаче набора изображений, исходные файлы могут быть сжаты для уменьшения объема передаваемых

120

данных. Затем сжатые файлы передаются по каналам связи на компьютер консультанта, где они восстанавливаются и отображаются на дисплее.

Алгоритмы сжатия изображений можно разделить на два основных класса: алгоритмы сжатия без потерь восстановленной информации и алгоритмы сжатия с частичной потерей восстановленной информации. Неискажающие алгоритмы позволяют сжать файл с изображением максимум в 2-3 раза. Алгоритмы сжатия с потерями обеспечивают гораздо большие коэффициенты сжатия за счет сглаживания отдельных деталей и построены таким образом, чтобы визуально исходные и восстановленные изображения были как можно более похожи. В этом случае восстановление первоначального сигнала невозможно, поэтому такой алгоритм обычно используется для видеоряда, когда качество восстановленного изображения должно быть субъективно приемлемо.

В настоящий момент наиболее широко распространенных два алгоритма сжатия изображений с частичной потерей информации: JPEG и JPEG2000. Алгоритм JPEG имеет в своей основе дискретное косинусное преобразование, которое применяется к неперекрывающимся блокам изображения размером 8х8 пикселов. Данный метод сжатия изображений был исследован в большом числе работ [37]. К основным недостаткам данного метода относятся: распад кодируемого изображения на отдельные блоки 8×8 пикселов при больших коэффициентах сжатия; появление ложных контуров; плохое описание нестационарного во времени сигнала коэффициентами Фурьепреобразования. Для преодоления указанных недостатков был разработан новый стандарт сжатия изображений JPEG2000, основу которого составляет вейвлет-преобразование. В этом случае изображение раскладывается по базисным вейвлет-функциям, локализованным как во временной, так и в частотной областях, что позволяет создавать алгоритмы быстрого вейвлетпреобразования и не разбивать изображение на отдельные независимые блоки. Благодаря такому подходу в вейвлет-коэффициентах образуются длинные цепочки подряд идущих нулей, которые эффективно сжимаются энтропийными кодерами.

Видеоизображения могут передаваться в виде файла (при заочных консультациях) или в виде цифрового потока (конференции в режиме реального времени).

Сегодня телерадиология как процесс передачи медицинских изображений получает все большее распространение, поскольку эффективное разделении труда между специалистами разной квалификации позволяет повысить качество диагностики [31].

Одним из направлений телемедицины является создание специализированных информационных систем для крупных медицинских центров. Обработка интенсивного потока информации возможна в них лишь на основе использования современной вычислительной техники. Появление высоко-

121

производительных персональных компьютеров со скоростными дисковыми накопителями большой емкости, а также высокоскоростных локальных сетей и операционных систем позволяет решать задачи информационной поддержки деятельности медицинских центров на качественно новом уровне.

Следует отметить, что прогресс в области цифровых систем и возросшие скорости передачи объемной графической информации существенно расширили возможности данной компьютеризированной среды в отношении диапазона и количества пересылаемых материалов. Тем не менее, дистанционная передача графических изображений, возможна лишь между учреждениями, где сформировано информационное пространство, в котором DICOM является преобладающим стандартом.

Hесомненно, что телемедицине принадлежит большое будущее. Передача информации от пациентов или врачей, доступ к библиотекам и архивам - это мощное средство, повышающее качество диагностики и лечения. Однако, при использовании телемедицины остаются нерешенные проблемы. Одной из основных проблем является выбор разумного компромисса между качеством и ценой передачи данных. Один из таких компромиссов предлагается в отраслевом стандарте ACR, разработка аналогичного стандарта для российских условий финансирования крайне желательна. Другой проблемой является обеспечение адекватной оплаты телемедицинских услуг, например, за счет страховых медицинских компаний. При передаче данных возникают сложные юридические вопросы (ответственность за информацию, степень ее доступности различным потребителям), и вопросы, связанные с необходимостью стандартизации. Технические проблемы также достаточно велики: необходимо наличие диагностических или просмотровых станций, доступ к каналам цифровой связи, обеспечение эксплуатации и технического обслуживания. Кроме того, декларация DICOM-совместимости программного обеспечения станций не гарантирует отображение на мониторе результата DICOM-исследований, полученных от внешнего источника. Совершенствование телекоммуникационных систем состоит в ускорение развития анализирующих систем, обеспечивающих высокую скорость обработки информации, разработка обучающих программ, создание доступной информационной инфраструктуры.