Система для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых

Полезная модель относится к медицине, а именно к хирургии, онкологии, дерматологии, и предназначена для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых. Система для диагностической оценки состоит из: устройств, предназначенных для регистрации макроскопических изображений поверхности кожи и видимых слизистых, и включающих: первый цифровой фотоаппарат, устройство автоматизированного позиционирования фотоаппарата, осветительную систему, фотографический экран; мобильного комплекса для дополнительного (углубленного) обследования и регистрации микроскопических изображений поверхности кожи и видимых слизистых, в том числе в труднодоступных местах, включающего: дерматоскоп, мобильный стереоскопический микроскоп, два эндоскопа с углом наблюдения 0° и 30°, соответственно, эндоскопическую видеокамеру, второй цифровой фотоаппарат, металогалогенный осветитель, осветительный кабель и светоделительный блок; мобильного рабочего места, включающего мобильную стойку с размещенным на ней персональным компьютером с ¹ программным обеспечением для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых, и принтером. Использование предлагаемой полезной модели позволяет за счет оптимальной комбинации неинвазивных методов исследования максимально приблизить их совокупную чувствительность и специфичность к гистологическому исследованию, получая, по сути, индивидуальное отражение особенностей кожи и видимых слизистых пациента - паспорт кожи. 1 н.п.ф., 16з.п.ф., 1 прим.

Полезная модель относится к медицине, а именно к хирургии, онкологии, дерматологии, и предназначена для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых.

По данным МЗ РФ за 2006 год различные заболевания кожи находятся на первом месте среди самостоятельно лечащихся больных. Этиология и патогенез заболеваний кожи чрезвычайно разнообразны и во многих случаях остаются неясными. Кожа человека является органом, в жизнедеятельности которого можно выделить, по крайней мере, три основных аспекта, имеющих значение для правильного понимания развивающихся в ней патологических процессов.

Во-первых, кожа выполняет ряд присущих только ей функций, которые регулируются и осуществляются в достаточно автономном и в определенных пределах независимом от целостного организма режиме: пролиферация и дифференцировка кератиноцитов, диссоциация и новообразование межклеточных связей, меланогенез и др.

Во-вторых, представляя собой внешний покров тела человека, кожа постоянно подвергается разнообразным воздействиям факторов внешней среды, многие из которых при известных условиях могут быть причиной заболевания.

В-третьих, кожа, как анатомо-физиологическая часть организма, нередко подвергается патологическим изменениям в результате заболеваний всего организма в целом или его отдельных органов и систем.

Исходя из этого, поражения кожи можно условно классифицировать следующим образом:

- болезни сальных и потовых желез;

- зудящие дерматиты, псориаз;

- воспалительные заболевания неизвестной этиологии;

- доброкачественные новообразования, фотодерматозы;

- неинфекционные воспалительные заболевания;

- лекарственные поражения кожи;

- инфекционные болезни кожи, включая грибковые;

- злокачественные новообразования (рак кожи, меланома) кожи или метастатическое поражение кожи.

Многие из перечисленных групп заболеваний помимо кожи захватывают и видимые слизистые.

Для описания многообразия поражений кожи достаточно привести классификацию опухолей кожи (ВОЗ). Классификация одних только опухолевых поражений кожи занимается несколько страниц, включая 8 групп и 28 подгрупп.

При этом оценка всего многообразия кожных заболеваний и кожных проявлений общих заболевания, а также заболеваний видимых слизистых традиционно производится врачом «на глаз», т.е. носит крайне субъективный характер. И даже при использовании во время осмотра технических средств - линейки, дерматоскопы, микроскопы, - процесс осмотра и описания носят формально-субъективный характер, не позволяя достоверно точно ни фиксировать места расположения кожных поражений, ни их форму, цвет, размер, и тем более точно отслеживать динамику их изменений.

Для преодоления вышеуказанных недостатков известных способов диагностики заболеваний кожи и видимых слизистых предложена группа способов (ближайшие аналоги), использующих для диагностики поражений кожи и видимых слизистых фото- и видеотехнику, а также пакеты программ обработки полученных изображений, позволяющие фиксировать, обрабатывать и в динамике отслеживать изменения покровов кожи и видимых слизистых (например, RU 61530 U1, 10.03.2007, RU 2350265 С1, 27.03.2009 и ряд других).

Однако общим недостатком всех подобных способов и используемых в них устройств, в частности, устройства, описанного в, RU 2350265 С1, 27.03.2009 и принятого нами за прототип, является отсутствие четких требований как с используемой аппаратуре, так и к самому процессу регистрации и хранения медико-биологических изображений поверхности тела человека, отсутствие методик и программ, позволяющих обеспечивать скрининг и диагностику заболеваний кожи по медико-биологическим изображениям, отсутствие возможности точного воспроизведения диагностических мероприятий при оценки изменений поверхности кожи и видимых слизистых в динамике, отсутствие средств регистрации медико-биологических изображений поверхности тела человека, необходимых для автоматизации процесса скрининга и диагностики заболеваний кожи. Кроме того, к недостаткам известных устройств можно отнести невозможно дополнительного визуального обследования труднодоступных областей поверхности кожи человека. То есть известные устройства, по сути, обеспечивают только сохранение изображения выявленных изменений или учет вновь выявленных изменений кожи и слизистых (в динамике), тогда как собственно их оценку и, соответственно, диагностику заболевания осуществляет врач, ориентируясь на собственное восприятие полученных и сохраненных изображений.

Цель предлагаемой нами полезной модели - создание устройства, не обладающего вышеперечисленными недостатками.

Технический результат, получаемый при использовании полезной модели, заключается в существенном повышении эффективности, точности и достоверности выявления и диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых в момент обращения и в динамике, достигаемых, в свою очередь, за счет автоматизации и стандартизации процессов регистрации и хранения медико-биологических изображений поверхности тела человека, разработке системы, позволяющей обеспечивать скрининг и диагностику заболеваний кожи по медико-биологическим изображениям, системы, способной точно воспроизводить диагностические мероприятия при оценки изменений поверхности кожи и видимых слизистых в динамике, системы, содержащей средства для дополнительного (углубленного) визуального обследования и обследования труднодоступных областей поверхности кожи человека.

Указанный технический результат достигается за счет использования системы для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых, состоящей из:

- устройств, предназначенных для регистрации макроскопических изображений поверхности кожи и видимых слизистых, и включающих: первый цифровой фотоаппарат, устройство автоматизированного позиционирования фотоаппарата, осветительную систему, фотографический экран;

- мобильного комплекса для дополнительного (углубленного) обследования и регистрации микроскопических изображений поверхности кожи и видимых слизистых, в том числе в труднодоступных местах, включающего: дерматоскоп, мобильный стереоскопический микроскоп, два эндоскопа с углом наблюдения 0° и 30°, соответственно, эндоскопическую видеокамеру, второй цифровой фотоаппарат, металогалогенный осветитель, осветительный кабель и светоделительный блок;

- мобильного рабочего места, включающего мобильную стойку с размещенным на ней персональным компьютером с программным обеспечением для обеспечения диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых, и принтером.

Система является мобильной, может быть организована в любом лечебном учреждении.

В предпочтительном варианте реализации полезной модели первый цифровой фотоаппарат отвечает следующим требованиям: общее количество пикселов не менее 10000000, тип карт памяти SD или SDHC, комплект программного обеспечения для управления работой с персонального компьютера, наличие настраиваемых режимов работы, а именно управления выдержкой, диафрагмой, увеличением, вспышкой, цветовыми настройками, наличие блока питания от сети, диапазон фокусных расстояний объектива: не хуже 28120 мм, масса устанавливаемого цифрового фотоаппарата не более 1200 г.

В предпочтительном варианте реализации полезной модели устройство автоматизированного позиционирования фотоаппарата отвечает следующим требованиям: обеспечивает крепление цифрового фотоаппарата и дальномера, юстировку их в пространстве с погрешностями положения по азимутальному углу и углу места не более 1°, по высоте положения от пола не более 0,5 мм; обеспечивает юстировку вертикального положения фотоаппарата; обеспечивает управляемое с персонального компьютера автоматизированное вертикальное позиционирование устанавливаемого цифрового фотоаппарата со скоростью не менее 80 мм/с и погрешностью позиционирования не более 0,5 мм в диапазоне от 400 мм до 1700 мм от пола; содержит два колеса, предназначенные для перекатывания устройства в наклоном состоянии; снабжено защитными коробами, исключающими доступ к элементам конструкции; драйвер устройства автоматизированного позиционирования фотоаппарата обеспечивает передачу управляющих команд и получение обратных сигналов посредством USB интерфейса при работе в операционных системах MS Windows ХР и старше, в Linux-системах.

В предпочтительном варианте реализации полезной модели осветительная система отвечает следующим требованиям: количество источников освещения не менее 2, тип источников освещения - галогеновые лампы постоянного света, мощность одного источника освещения не менее 800 Вт; осветительная система снабжена диффузными рассеивателями для каждого источника освещения, осветительная система имеет комплект запасных ламп осветителей.

В предпочтительном варианте реализации полезной модели фотографический экран отвечает следующим требованиям: включает белый или светло-серый нетканый фон размером не менее 1,3×1,8 м и систему установки фона.

В предпочтительном варианте реализации полезной модели система устанавливается в помещении в соответствии с напольной разметкой, включающей следующие элементы: осевую линию, проходящую через центр помещения длиной не менее 2500 мм вдоль длинной стороны помещения; метку расположения плоскости объектива цифрового фотоаппарата, находящуюся на осевой линии на расстоянии 320 мм от начала осевой линии; - метки расположения устройств крепления осветителей, расположенные симметрично относительно осевой линии на расстоянии 720 мм от ее начала и 450 мм вправо - метка 1 и влево - метка 2, соответственно; метки расположения ступней пациента, расположенные на расстоянии 1600 мм от метки расположения устройств крепления осветителей, симметрично относительно осевой линии - для фронтального положения пациента, и перпендикулярно осевой линии - для бокового положения пациента.

В предпочтительном варианте реализации полезной модели мобильная стойка системы состоит из мобильного основания; 2-х боковых направляющих, предназначенных для крепления остальных элементов конструкции; рабочей поверхности, предназначенной для работы оператора; выдвижной полки под клавиатуру персонального компьютера; полки для принтера и системного блока ПК; полки для дополнительного оборудования; элементов крепления навесного оборудования; выдвижного ящика; сетевого фильтра питания на 6 розеток и имеет массу не более 35 кг; при этом мобильное основание снабжено 4-я колесами, имеющими фиксаторы и обеспечивающими свободное горизонтальное перемещение стойки в произвольном направлении; боковые направляющие крепятся к мобильному основанию и обеспечивают крепление рабочей поверхности, полок выдвижного ящика и элементов крепления навесного оборудования; рабочая поверхность имеет глубину не менее 400 мм и ширину не менее 500 мм; выдвижная полка располагается под рабочей поверхностью и позволять размещать стандартную клавиатуру и мышь для ПК; полка для дополнительного оборудования располагается под рабочей поверхностью; полка для принтера и персонального компьютера размещается над выдвижным ящиком; выдвижной ящик снабжен запирающимся замком и имеет внутренний объем высотой не менее 300 мм, глубиной не менее 400 мм и шириной не менее 400 мм.

В предпочтительном варианте реализации полезной модели дерматоскоп представляет собой накожный оптический блок, снабженный гнездом подключения осветительного кабеля и наглазником; дерматоскоп обеспечивает при визуальном обследовании увеличение 10^X ; дерматоскоп выполнен с возможностью регулировки резкости создаваемого изображения; создаваемое дерматоскопом изображение содержит опорную миллиметровую шкалу; диаметр поля зрения дерматоскопа составляет не менее 30 мм; наружный оптический элемент дерматоскопа позволяет проводить дерматоскопическое обследование с иммерсией; наглазник дерматоскопа обеспечивает подключение эндоскопической видеокамеры; дерматоскоп снабжен переходником, обеспечивающим подключение цифрового фотоаппарата.

В предпочтительном варианте реализации полезной модели мобильный стереоскопический микроскоп состоит из мобильного основания, вертикальной штанги, осветительного блока, пантографа с пружинным компенсирующим механизмом, бинокулярной оптической головки с возможностью подключения светоделительного блока; имеет массу не более 35 кг; мобильное основание снабжено пятью колесами, три из которых имеют фиксаторы, вертикальная штанга крепится к мобильному основанию и имеет высоту не менее 500 мм; горизонтальное плечо пантографа крепится к вертикальной штанге, обеспечивая свободное вращение пантографа вокруг своей оси на 360°, и имеет фиксатор положения; пантограф имеет пружинно-компенсирующий механизм, позволяющий отклонять оптическую головку от горизонтальной оси на ±300 мм, и фиксирующийся в выбранном положении.

В предпочтительном варианте реализации полезной модели бинокулярная оптическая головка, закрепленная на пантографе, имеет следующий диапазон перемещений: максимальный вынос оптической головки, относительно центра основания не менее 900 мм, предельное нижнее положение оптической головки при горизонтальном расположении оптической оси не менее 800 мм, Предельное верхнее положение оптической головки при горизонтальном расположении оптической оси не менее 1300 мм.

В предпочтительном варианте реализации полезной модели бинокулярная оптическая головка имеет следующие характеристики: фокусное расстояние основного объектива не менее 300 мм, фокусное расстояние дополнительного объектива не более 190 мм, кратность увеличения с основным объективом от 1,4 до 16.8 мм, кратность увеличения с дополнительным объективом от 2,2 до 26,4 мм, разрешающая способность оптической системы: при минимальном увеличении не менее 20 мм^-1, при максимальном увеличении не менее 40 мм^-1; относительная разность увеличений правого и левого оптических каналов не более 3%, диаметр выходных зрачков не менее 0,8 мм, диапазон регулировки межзрачкового расстояния от 56 до 72 мм, диаметр освещенного поля не менее 70 мм, освещенность на предметной плоскости не менее 3000 лк, диапазон перемещения оптической головки вдоль оптической оси от 0 до 40 мм, углы поворота вокруг вертикальной оси 360°, угол наклона оптической оси к горизонтальной плоскости от -90° до 90°.

В предпочтительном варианте реализации полезной модели светоделительный блок, прикрепленный к оптической головке, обеспечивает подключение второго цифрового фотоаппарата и видеокамеры для регистрации наружной поверхности кожи человека, с возможностью одновременного визуального наблюдения объекта регистрации.

В предпочтительном варианте реализации полезной модели эндоскоп с углом наблюдения 0° имеет диаметр рабочей части 11,5 мм, длину рабочей части 60 мм, угол поля зрения 30°, увеличение при рабочем расстоянии 25 мм 4.0±0.2, разрешающая способность при рабочем расстоянии 25 мм не менее 40 мм^-1.

В предпочтительном варианте реализации полезной модели металогалогенный осветитель имеет мощность 35 Вт, освещенность на торце осветительного кабеля составляет не менее 40000 Лк, цветовую температуру 5600°К, габаритные размеры не более 295×280×80 мм.

В предпочтительном варианте реализации полезной модели осветительный кабель состоит из волоконно-оптического жгута с металлическими наконечниками, заключенного в защитную оболочку из силикона; форма наконечника жгута обеспечивает стыковку с разъемом осветителя; второй наконечник жгута обеспечивает сочленение с жестким эндоскопом; диаметр осветительного кабеля составляет 5 мм; коэффициент светопропускания осветительного кабеля составляет не менее 30%.

В предпочтительном варианте реализации полезной модели второй цифровой фотоаппарат является зеркальным, общее число пикселов составляет не менее 10000000; фотоаппарат имеет тип карт памяти SD или SDHC, комплект программного обеспечения для управления работой с персонального компьютера, настраиваемые режимы работы - управление выдержкой, диафрагмой, увеличением, вспышкой, цветовыми настройками.

В предпочтительном варианте реализации полезной модели программное обеспечение включает модуль регистрации макроскопических изображений поверхности тела, модуль калибровки и настройки устройства регистрации макроскопических изображений поверхности тела, модуль регистрации дерматоскопических и микроскопических изображений, модуль калибровки и настройки устройства регистрации дерматоскопических и микроскопических изображений, базу данных, модуль управления базой данных, модуль обработки макроскопических изображений поверхности тела, модуль обработки дерматоскопических и микроскопических изображений, модуль визуальной оценки изображений, модуль формирования протоколов обследований, модуль настройки, основной модуль.

Программное обеспечение системы соответствует следующим требованиям:

- Программное обеспечение должно работать в операционной системе MS Windows ХР или выше, в Linux-системах.

- Программное обеспечение должно быть реализовано на языке программирования С++ или С#.

- Графические интерфейсы модулей (в которых предусмотрены) должны обеспечивать работу без искажения отображаемой информации: при различных настройках монитора персонального компьютера (разрешение, параметры системных шрифтов и т.д.); в различных режимах работы окна приложения (на полный экран, оконный); при масштабировании окна приложения в оконном режиме.

- Графические интерфейсы модулей (в которых предусмотрены) должны предоставлять возможность настройки параметров отображения (шрифты, размеры элементов, цвета элементов).

- Способ реализации модулей: сборка dot-Net (исполняемый файл или dll и ресурсные файлы).

- Взаимодействие с видеокамерами должно осуществляться по технологии DirectX.

Модуль регистрации макроскопических изображений поверхности тела соответствует следующим требованиям:

- Состав модуля: драйвер управления цифровым фотоаппаратом; драйвер управления устройством позиционирования цифрового фотоаппарата; драйвер дальномера; мастер регистрации изображений.

- Драйвер управления цифровым фотоаппаратом должен обеспечивать обнаружение подключаемых к персональному компьютеру цифровых фотоаппаратов фирмы Canon и управление обнаруженными цифровыми фотоаппаратами включая регистрацию изображений и настройку параметров режимов регистрации.

- Драйвер управления устройством позиционирования цифрового фотоаппарата должен управлять устройством посредством виртуального СОМ-порта по USB интерфейсу, обеспечивая перемещение цифрового фотоаппарата в задаваемую позицию.

- Драйвер дальномера должен управлять подключаемым к персональному компьютеру дальномером, обеспечивая регистрацию расстояния до поверхности кожи пациента.

- Мастер регистрации изображений обеспечивать автоматизированный процесс регистрации макроскопических изображений (считывание собственных настроек и настроек оборудования, выбор сценариев регистрации, управление оборудованием, регистрацию изображений, передачу изображений и параметров регистрации в основной модуль или сохранение данных в файл).

Модулю калибровки и настройки устройства регистрации макроскопических изображений поверхности тела соответствует следующим требованиям:

- Модуль калибровки и настройки устройства регистрации поверхности кожи должен запускаться из модуля регистрации изображений тела и из основного модуля.

- Состав модуля: мастер калибровки устройства позиционирования цифрового фотоаппарата; мастер калибровки дальномера; мастер калибровки цифрового фотоаппарата; управляющий мастер.

- Мастер калибровки устройства позиционирования цифрового фотоаппарата предназначен для настройки и калибровки параметров устройства позиционирования цифрового фотоаппарата, позволяющих определять высоту положения оптической оси фотоаппарата в пространстве относительно пола, а также параметров позиционирования.

- Мастер калибровки дальномера предназначен для настройки параметра рассогласования положения, который настраивается для каждой модели цифрового фотоаппарата.

- Мастер калибровки цифрового фотоаппарата предназначен для настройки параметров и режимов работы цифрового фотоаппарата, параметров коррекции геометрических искажений, параметров коррекции неравномерности освещенности предметной плоскости, цветовой калибровки цифрового фотоаппарата (выполняемых после калибровки устройства позиционирования цифрового фотоаппарата).

- Управляющий мастер предназначен для управления процессом калибровки и настройки устройства регистрации поверхности кожи (загрузка и просмотр настроек, запуск мастеров калибровки, сохранение результатов настройки и калибровки).

Модуль регистрации дерматоскопических и микроскопических изображений соответствует следующим требованиям:

- Состав модуля: драйвер управления цифровым фотоаппаратом; драйвер управления видеодерматоэндоскопической камерой; мастер регистрации изображений.

- Драйвер управления видеодерматоэндоскопической камерой должен обнаруживать все подключенные к персональному компьютеру видеокамеры: цифровые (подключаемые непосредственно к персональному компьютеру) и аналоговые (подключаемые через устройства видеозахвата) и управлять их работой, включая регистрацию изображений и видеопотока.

- Мастер регистрации изображений должен обеспечивать процесс автоматизированной регистрации изображений (загрузка собственных настроек и настроек оборудования, регистрацию изображений и видеопотока, ввод изображений из файла, взаимодействие с оператором при описании условий регистрации изображений, сохранение данных в файл). Модуль калибровки и настройки устройства регистрации дерматоскопических и микроскопических изображений соответствует, следующим требованиям:

- Модуль калибровки и настройки устройства регистрации дерматоскопических и микроскопических изображений должен запускаться из модуля регистрации изображений тела и из основного модуля.

- Состав модуля: мастер калибровки цифрового фотоаппарата; мастер калибровки цифровой видеокамеры (подключаемой непосредственно к персональному компьютеру); мастер калибровки аналоговой видеокамеры с устройством видеозахвата; управляющий мастер.

- Мастер калибровки цифрового фотоаппарата предназначен для настройки параметров и режимов работы цифрового фотоаппарата, параметров коррекции геометрических искажений, параметров коррекции неравномерности освещенности предметной плоскости, цветовой калибровки цифрового фотоаппарата. Процесс калибровки заключается в регистрации изображений набора мир.

- Требования к мастеру калибровки цифровой видеокамеры аналогичны требованиям к мастеру калибровки цифрового фотоаппарата.

- Требования к мастеру калибровки аналоговой видеокамеры с устройством видеозахвата аналогичны требованиям к мастеру калибровки цифрового фотоаппарата.

- Управляющий мастер предназначен для управления процессом калибровки и настройки устройств регистрации дерматоскопических и макроскопических изображений.

База данных соответствует следующим требованиям:

- Хранимые процедуры базы данных должны обеспечивать базовые операции, необходимые для работы подмодуля поиска и сбора данных.

- База данных должна хранить: сведения о пациентах; сведения о лечащих (обследующих) врачах; результаты скрининга; результаты дополнительных обследований; результаты гистологических исследований; информацию о пользователях.

Модуль управления базой данных соответствует следующим требованиям:

- Состав модуля: подмодуль обеспечения безопасности данных; подмодуль поиска и сбора данных; подмодуль администрирования базы данных.

- Подмодуль обеспечения безопасности данных должен обеспечивать контролируемый доступ пользователей с различными правами к базе данных внешними по отношению к базе средствами.

- Подмодуль поиска и сбора данных предназначен для поиска и сбора данных, хранимых в базе данных, обеспечивая поиск данных в таблицах базы данных по одному или нескольким полям.

- Подмодуль администрирования базы данных должен обеспечивать управление учетными записями и правами доступа пользователей, обеспечивать поддержку целостности базы данных.

Модуль обработки макроскопических изображений поверхности тела соответствует следующим требованиям:

- Состав модуля: подмодуль коррекции изображений; подмодуль сшивки ракурсных изображений; подмодуль нумерации пигментных новообразований; подмодуль обнаружения пигментных новообразований; подмодуль морфометрии изображений; мастер управления обработкой изображений.

- Подмодуль коррекции изображений предназначен для автоматической коррекции геометрических искажений, неравномерности освещенности предметной плоскости и коррекции цвета на зарегистрированных изображениях.

- Подмодуль сшивки ракурсных изображений предназначен для автоматической сшивки изображений, зарегистрированных для одного пациента в одной позе с одного ракурса, в ракурсное изображение.

- Подмодуль нумерации пигментных новообразований должен реализовывать автоматизированную нумерацию всех пигментных новообразований, обнаруженных на нескольких ракурсных изображениях одного пациента за одно обследование.

- Подмодуль обнаружения пигментных новообразований предназначен для автоматической сегментации ракурсных изображений, обнаружения и распознавания пигментных новообразований.

- Подмодуль морфометрии изображений предназначен для автоматического определения комплекса диагностических характеристик и комплекса диагностических параметров по макроскопическим изображениям

- Мастер управления обработкой изображений предназначен для автоматического управления работой подмодулей модуля морфометрии изображений и для взаимодействия с другими модулями.

Модуль обработки дерматоскопических и микроскопических изображений соответствует следующим требованиям:

- Состав модуля: подмодуль коррекции дерматоскопических изображений; подмодуль коррекции микроскопических изображений; подмодуль морфометрии дерматоскопических изображений; подмодуль морфометрии микроскопических изображений; мастер управления обработкой дерматоскопических и микроскопических изображений и видеоданных.

- Подмодуль коррекции дерматоскопических изображений предназначен для автоматической коррекции геометрических искажений, неравномерности освещенности предметной плоскости и коррекции цвета на зарегистрированных дерматоскопических изображениях.

- Подмодуль коррекции микроскопических изображений предназначен для автоматической коррекции геометрических искажений, неравномерности освещенности предметной плоскости и коррекции цвета на зарегистрированных микроскопических изображениях.

- Подмодуль морфометрии дерматоскопических изображений предназначен для автоматического определения комплекса дерматоскопических характеристик и комплекса дерматоскопических параметров по дерматоскопическим изображениям

- Подмодуль морфометрии микроскопических изображений предназначен для автоматического определения комплекса диагностических характеристик и комплекса диагностических параметров по микроскопическим изображениям

- Мастер управления обработкой дерматоскопических и микроскопических изображений и видеоданных предназначен для автоматического управления работой подмодулей модуля обработки дерматоскопических и микроскопических изображений и для взаимодействия с другими модулями.

Модуль визуальной оценки изображений соответствует следующим требованиям:

- Состав модуля: подмодуль визуальной оценки патологии по макроскопическим изображениям поверхности кожи; подмодуль визуальной оценки патологии по дерматоскопическим изображениям; подмодуль визуальной оценки патологии по микроскопическим изображениям.

- Подмодуль визуальной оценки патологии по макроскопическим изображениям поверхности кожи должен реализовывать процесс скрининга и диагностики в соответствующем графическом интерфейсе для работы с регистрируемыми изображениями и изображениями, хранящимися в базе данных.

- Подмодуль визуальной оценки патологии по дерматоскопическим изображениям поверхности кожи должен реализовывать процесс скрининга и диагностики в соответствующем графическом интерфейсе для работы с регистрируемыми изображениями и изображениями, хранящимися в базе данных.

- Подмодуль визуальной оценки патологии по микроскопическим изображениям поверхности кожи должен реализовывать процесс скрининга и диагностики в соответствующем графическом интерфейсе для работы с регистрируемыми изображениями и изображениями, хранящимися в базе данных.

Модуль формирования протоколов обследований соответствует следующим требованиям:

- Состав модуля: подмодуль формирования протоколов скрининга; подмодуль формирования протоколов дерматоскопических обследований; подмодуль формирования протоколов микроскопических обследований; подмодуль ввода и отображения результатов гистологических исследований; подмодуль печати протоколов.

- Подмодуль формирования протоколов скрининга предназначен для отображения результатов и формирования протоколов скрининга.

- Подмодуль формирования протоколов дерматоскопических обследований предназначен для отображения результатов и формирования протоколов дерматоскопических обследований.

- Подмодуль формирования протоколов микроскопических обследований предназначен для отображения результатов и формирования протоколов микроскопических обследований.

- Подмодуль ввода и отображения результатов гистологических исследований должен обеспечивать ввод и отображение ранее веденной информации о гистологических исследованиях, а также сохранение информации в базе данных.

- Подмодуль печати протоколов должен преобразовывать протоколы в графический формат или формат PDF и осуществлять печать графических данных на принтере.

Модуль настройки соответствует следующим требованиям:

- Состав модуля: мастер создания сценариев регистрации изображений поверхности тела; мастер настройки параметров модуля макроскопических изображений поверхности тела; мастер настройки параметров модуля обработки дерматоскопических и микроскопических изображений; мастер обучения классификаторов по результатам скрининга диагностики.

- Мастер создания сценариев регистрации изображений поверхности тела должен обеспечивать добавление информации о сценарии регистрации: название, описание, последовательность типов регистрируемых изображений, описания типов регистрируемых изображений, последовательность пояснительных картинок к типам регистрируемых изображений, последовательность текстовых указаний оператору, последовательность текстовых указаний пациенту, последовательность аудиоуказаний оператору, последовательность аудиоуказаний пациенту; при унификации допускается указание соответствующих номеров (имен файлов) ресурсов.

- Мастер настройки параметров модуля обработки макроскопических изображений поверхности тела должен обеспечивать возможность установки параметров алгоритмов и графических интерфейсов, входящих в состав подмодулей модуля обработки изображений поверхности тела пациента.

- Мастер настройки параметров модуля обработки дерматоскопических и микроскопических изображений должен обеспечивать возможности, аналогичные предыдущему пункту.

- Мастер обучения классификаторов по результатам скрининга диагностики предназначен для обучения классификаторов паталогии, необходимых для работы модулей обработки изображений, по результатам визуальной диагностики, а также переобучения в экспертном режиме по ранее полученным результатам.

Основной модуль соответствует следующим требованиям.

- Состав модуля: подмодуль отображения и ввода информации в базу данных; мастер калибровки и настройки оборудования и программного обеспечения;

- Подмодуль отображения и ввода информации в базу данных должен обеспечивать просмотр, поиск и редактирование информации, хранящейся в базе данных.

- Мастер калибровки и настройки оборудования и программного обеспечения должен обеспечивать вызов модулей настройки и калибровки оборудования, модуля управления базой данных, модуля настройки параметров программного обеспечения.

Полезная модель работает следующим образом:

При необходимости осуществления диагностической оценки морфологических и функциональных изменений кожи и видимых слизистых, в помещении, где установлена в соответствии с напольной разметкой предлагаемая система, осуществляют расположение пациента в соответствии с напольными метками для его ступней (в прямой и боковой проекциях). Включают необходимые для осуществления диагностики приборы - фотоаппарат, осветители и т.д. При помощи цифрового фотоаппарата получают изображения поверхности кожи и видимых слизистых пациента. При необходимости используют дополнительное оборудование - эндоскопическую видеокамеру, дерматоскоп, мобильный стереоскопический микроскоп, эндоскопы с углом наблюдения 0° и 30°, второй цифровой фотоаппарат. Полученные изображения кожи и слизистых пациента, а также результаты морфометрии данных изображений вводят в базу данных. Также в базу данных вводят сопутствующую информацию - сведения о пациенте, о враче и т.д. Изображения и сопутствующая информация хранятся в базе данных и могут быть использованы в дальнейшем - при планировании лечения, оценке динамики изменений, оценке эффективности лечения и пр. Кроме того, в случае удаления выявленных, например злокачественных, образований осуществляют введение в базу данных информации о выполненном вмешательстве, гистологических характеристиках удаленных фрагментов.

Использование предлагаемой полезной модели позволяет за счет оптимальной комбинации неинвазивных методов исследования максимально приблизить их совокупную чувствительность и специфичность к гистологическому исследованию, получая, по сути, индивидуальное отражение особенностей кожи и видимых слизистых пациента - паспорт кожи.

Пример использования полезной модели:

Больной Б., 19 лет, диагноз: синдром полиневоплазии. По данным клинического осмотра определяются множественные пигментные невусы на разных участках поверхности кожи, некоторые из которых с явлениями дисплазии: гиперпигментация, неровность краев, есть пигментные невусы на слизистой рта. Рекомендовано обследование с помощью системы для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых (далее Система).

Система предварительно развернута в помещении для обследования: на полу размещена напольная разметка и в соответствии с ней установлены устройство автоматизированного позиционирования фотоаппарата, осветительная система, фотографический экран. Первый цифровой фотоаппарат установлен на устройство автоматизированного позиционирования фотоаппарата. Подключены интерфейсные кабели к персональному компьютеру мобильного рабочего места и кабели питания. Также технические средства Системы (цифровые фотоаппараты, дальномер, устройство автоматизированного позиционирования фотоаппарата) предварительно отъюстированы с использованием наборы тест-объектов и настроил режимы их работы.

В начале обследования данные о пациенте вводятся в программное обеспечение. В соответствии с диагнозом выбран вид обследования -скрининг, сценарий обследования - обследование всей поверхности кожи. При обследовании раздетый до нижнего белья больной располагается в поле зрения цифрового фотоаппарата (в соответствии с напольной разметкой и указаниями врача-оператора).

В процессе скрининга автоматически регистрируются изображения поверхности кожи пациента. При этом первый цифровой фотоаппарат перемещается в необходимые позиции с помощью устройства автоматизированного позиционирования фотоаппарата. Работа первого цифрового фотоаппарата и устройства автоматизированного позиционирования фотоаппарата управляется программным обеспечением. Поза пациента регламентируется аудиоуказаниями и контролируется врачом-оператором.

После автоматической обработки изображений сформирован протокол обследования. По результатам скрининга рекомендовано дополнительное обследование 3-х пигментных невусов на спине, 2-х - на груди и 1-го на левом предплечье с помощью мобильного комплекса для дополнительного обследования.

На первом этапе дополнительного обследования использован дерматоскоп (дерматоскоп Системы, подключаемый осветительный кабель к нему и прочие аксессуары хранятся в выдвижном ящике мобильной стойки, осветительный блок расположен на полке мобильной стойки). Визуальное обследование обнаруженных при скрининге подозрительных пигментных невусов показало наличие признаков диспластической трансформации 2-х невусов спины и 1-го невуса груди. Диагноз остальных невусов: пигментный невус. С помощью подключенной к дерматоскопу эндоскопической камеры зарегистрированы дерматоскопические изображения невусов с признаками диспластической трансформации.

После автоматической обработки дерматоскопических изображений сформирован протокол обследования. По результатам дерматоскопии рекомендовано микроскопическое обследование 1-го диспластического невуса спины, 1-х - на груди, а также удаление меланомы правой лопаточной области спины.

На втором этапе при обследовании пигментных невусов слизистых рта использован эндоскоп 0° и эндоскоп 30°. Обнаружены 2-а пигментных невуса, один из которых имеет признаки диспластической трансформации. С помощью подключенной эндоскопической видеокамеры зарегистрировано его эндоскопические изображения.

После автоматической обработки эндоскопических изображений сформирован протокол обследования. По результатам эндоскопии признаки диспластической трансформации не выявлены.

На третьем этапе дополнительного обследования использован мобильный стереоскопический микроскоп с установленным вторым цифровым фотоаппаратом. Визуально обследованы 2-а пигментных невуса груди и спины. С помощью второго цифрового фотоаппарата зарегистрированы микроскопические изображения пигментных невусов.

После автоматической обработки микроскопических изображений сформирован протокол обследования. По результатам микроскопического обследования рекомендовано удаление невуса спины (высокий уровень дисплазии), наблюдение невуса груди каждые 6 месяцев. По результатам обследования с помощью Системы сформирован протокол: рекомендовано удаление меланомы правой лопаточной области спины, удаление диспластического невуса поясничной области, повторные обследования каждые 6 месяцев.

В результате гистологического исследования удаленных образований установлено: образование 1 - на фоне очаговой лентигиозно-меланоцитарной дисплазии имеются очаги лентиго-меланомы с признаками самопроизвольной резорбции с выраженной перифокальной инфильтрацией в дерме, образование 2 - диспластический невус с дисплазией III степени.

1. Система для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых, состоящая из:

устройств, предназначенных для регистрации макроскопических изображений поверхности кожи и видимых слизистых и включающих: первый цифровой фотоаппарат, устройство автоматизированного позиционирования фотоаппарата, осветительную систему, фотографический экран;

мобильного комплекса для дополнительного обследования и регистрации микроскопических изображений поверхности кожи и видимых слизистых, в том числе в труднодоступных местах, включающего: дерматоскоп, мобильный стереоскопический микроскоп, два эндоскопа с углом наблюдения 0° и 30° соответственно, эндоскопическую видеокамеру, второй цифровой фотоаппарат, металлогалогенный осветитель, осветительный кабель и светоделительный блок;

мобильного рабочего места, включающего мобильную стойку с размещенным на ней персональным компьютером с программным обеспечением для обеспечения диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых, и принтером.

2. Система для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых по п.1, отличающаяся тем, что первый цифровой фотоаппарат отвечает следующим требованиям: общее количество пикселов не менее 10000000, тип карт памяти SD или SDHC, комплект программного обеспечения для управления работой с персонального компьютера, наличие настраиваемых режимов работы, а именно управления выдержкой, диафрагмой, увеличением, вспышкой, цветовыми настройками, наличие блока питания от сети, диапазон фокусных расстояний объектива: не хуже 28120 мм, масса устанавливаемого цифрового фотоаппарата не более 1200 г.

3. Система для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых по п.1, отличающаяся тем, что устройство автоматизированного позиционирования фотоаппарата отвечает следующим требованиям: обеспечивает крепление цифрового фотоаппарата и дальномера, юстировку их в пространстве с погрешностями положения по азимутальному углу и углу места не более 1°, по высоте положения от пола не более 0,5 мм; обеспечивает юстировку вертикального положения фотоаппарата; обеспечивает управляемое с персонального компьютера автоматизированное вертикальное позиционирование устанавливаемого цифрового фотоаппарата со скоростью не менее 80 мм/с и погрешностью позиционирования не более 0,5 мм в диапазоне от 400 до 1700 мм от пола; содержит два колеса, предназначенные для перекатывания устройства в наклоном состоянии; снабжено защитными коробами, исключающими доступ к элементам конструкции; драйвер устройства автоматизированного позиционирования фотоаппарата обеспечивает передачу управляющих команд и получение обратных сигналов посредством USB интерфейса при работе в операционных системах MS Windows ХР и старше, в Linux-системах.

4. Система для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых по п.1, отличающаяся тем, что осветительная система отвечает следующим требованиям: количество источников освещения не менее 2, тип источников освещения - галогеновые лампы постоянного света, мощность одного источника освещения не менее 800 Вт; осветительная система снабжена диффузными рассеивателями для каждого источника освещения, осветительная система имеет комплект запасных ламп осветителей.

5. Система для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых по п.1, отличающаяся тем, что фотографический экран отвечает следующим требованиям: включает белый или светло-серый нетканый фон размером не менее 1,3×1,8 м и систему установки фона.

6. Система для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых по п.1, отличающаяся тем, что система устанавливается в помещении в соответствии с напольной разметкой, включающей следующие элементы: осевую линию, проходящую через центр помещения, длиной не менее 2500 мм вдоль длинной стороны помещения; метку расположения плоскости объектива цифрового фотоаппарата, находящуюся на осевой линии на расстоянии 320 мм от начала осевой линии;

метки расположения устройств крепления осветителей, расположенные симметрично относительно осевой линии на расстоянии 720 мм от ее начала и 450 мм вправо - метка 1 и влево - метка 2 соответственно; метки расположения ступней пациента, расположенные на расстоянии 1600 мм от метки расположения устройств крепления осветителей, симметрично относительно осевой линии - для фронтального положения пациента, и перпендикулярно осевой линии - для бокового положения пациента.

7. Система для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых по п.1, отличающаяся тем, что мобильная стойка состоит из мобильного основания; 2-х боковых направляющих, предназначенных для крепления остальных элементов конструкции; рабочей поверхности, предназначенной для работы оператора; выдвижной полки под клавиатуру персонального компьютера; полки для принтера и системного блока ПК; полки для дополнительного оборудования; элементов крепления навесного оборудования; выдвижного ящика; сетевого фильтра питания на 6 розеток и имеет массу не более 35 кг; при этом мобильное основание снабжено 4-я колесами, имеющими фиксаторы и обеспечивающими свободное горизонтальное перемещение стойки в произвольном направлении; боковые направляющие крепятся к мобильному основанию и обеспечивают крепление рабочей поверхности, полок выдвижного ящика и элементов крепления навесного оборудования; рабочая поверхность имеет глубину не менее 400 мм и ширину не менее 500 мм; выдвижная полка располагается под рабочей поверхностью и позволять размещать стандартную клавиатуру и мышь для ПК; полка для дополнительного оборудования располагается под рабочей поверхностью; полка для принтера и персонального компьютера размещается над выдвижным ящиком; выдвижной ящик снабжен запирающимся замком и имеет внутренний объем высотой не менее 300 мм, глубиной не менее 400 мм и шириной не менее 400 мм.

8. Система для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых по п.1, отличающаяся тем, что дерматоскоп представляет собой накожный оптический блок, снабженный гнездом подключения осветительного кабеля и наглазником; дерматоскоп обеспечивает при визуальном обследовании увеличение 10^х; дерматоскоп выполнен с возможностью регулировки резкости создаваемого изображения; создаваемое дерматоскопом изображение содержит опорную миллиметровую шкалу; диаметр поля зрения дерматоскопа составляет не менее 30 мм; наружный оптический элемент дерматоскопа позволяет проводить дерматоскопическое обследование с иммерсией; наглазник дерматоскопа обеспечивает подключение эндоскопической видеокамеры; дерматоскоп снабжен переходником, обеспечивающим подключение цифрового фотоаппарата.

9. Система для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых по п.1, отличающаяся тем, что мобильный стереоскопический микроскоп состоит из мобильного основания, вертикальной штанги, осветительного блока, пантографа с пружинным компенсирующим механизмом, бинокулярной оптической головки с возможностью подключения светоделительного блока; имеет массу не более 35 кг; мобильное основание снабжено пятью колесами, три из которых имеют фиксаторы, вертикальная штанга крепится к мобильному основанию и имеет высоту не менее 500 мм; горизонтальное плечо пантографа крепится к вертикальной штанге, обеспечивая свободное вращение пантографа вокруг своей оси на 360°, и имеет фиксатор положения; пантограф имеет пружинно-компенсирующий механизм, позволяющий отклонять оптическую головку от горизонтальной оси на ±300 мм и фиксирующийся в выбранном положении.

10. Система для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых по п.9, отличающаяся тем, что бинокулярная оптическая головка, закрепленная на пантографе, имеет следующий диапазон перемещений: максимальный вынос оптической головки относительно центра основания не менее 900 мм, предельное нижнее положение оптической головки при горизонтальном расположении оптической оси не менее 800 мм, предельное верхнее положение оптической головки при горизонтальном расположении оптической оси не менее 1300 мм.

11. Система для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых по п.9, отличающаяся тем, что бинокулярная оптическая головка имеет следующие характеристики: фокусное расстояние основного объектива не менее 300 мм, фокусное расстояние дополнительного объектива не более 190 мм, кратность увеличения с основным объективом от 1,4 до 16,8 мм, кратность увеличения с дополнительным объективом от 2,2 до 26,4 мм, разрешающая способность оптической системы: при минимальном увеличении не менее 20 мм^-1, при максимальном увеличении не менее 40 мм^-1; относительная разность увеличений правого и левого оптических каналов не более 3%, диаметр выходных зрачков не менее 0,8 мм, диапазон регулировки межзрачкового расстояния от 56 до 72 мм, диаметр освещенного поля не менее 70 мм, освещенность на предметной плоскости не менее 3000 лк, диапазон перемещения оптической головки вдоль оптической оси от 0 до 40 мм, углы поворота вокруг вертикальной оси 360°, угол наклона оптической оси к горизонтальной плоскости от -90 до 90°.

12. Система для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых по п.1, отличающаяся тем, что светоделительный блок, прикрепленный к оптической головке, обеспечивает подключение второго цифрового фотоаппарата и видеокамеры для регистрации наружной поверхности кожи человека с возможностью одновременного визуального наблюдения объекта регистрации.

13. Система для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых по п.1, отличающаяся тем, что эндоскоп с углом наблюдения 0° имеет диаметр рабочей части 11,5 мм, длину рабочей части 60 мм, угол поля зрения 30°, увеличение при рабочем расстоянии 25 мм 4,0±0,2, разрешающая способность при рабочем расстоянии 25 мм не менее 40 мм^-1.

14. Система для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых по п.1, отличающаяся тем, что металогалогенный осветитель имеет мощность 35 Вт, освещенность на торце осветительного кабеля составляет не менее 40000 Лк, цветовую температуру 5600K, габаритные размеры не более 295×280×80мм.

15. Система для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых по п.1, отличающаяся тем, что осветительный кабель состоит из волоконно-оптического жгута с металлическими наконечниками, заключенного в защитную оболочку из силикона; форма наконечника жгута обеспечивает стыковку с разъемом осветителя; второй наконечник жгута обеспечивает сочленение с жестким эндоскопом; диаметр осветительного кабеля составляет 5 мм; коэффициент светопропускания осветительного кабеля составляет не менее 30%.

16. Система для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых по п.1, отличающаяся тем, что второй цифровой фотоаппарат является зеркальным, общее число пикселов составляет не менее 10000000; фотоаппарат имеет тип карт памяти SD или SDHC, комплект программного обеспечения для управления работой с персонального компьютера, настраиваемые режимы работы: управление выдержкой, диафрагмой, увеличением, вспышкой, цветовыми настройками.

17. Система для диагностической оценки морфологических и функциональных параметров кожи и видимых слизистых по п.1, отличающаяся тем, что программное обеспечение включает модуль регистрации макроскопических изображений поверхности тела, модуль калибровки и настройки устройства регистрации макроскопических изображений поверхности тела, модуль регистрации дерматоскопических и микроскопических изображений, модуль калибровки и настройки устройства регистрации дерматоскопических и микроскопических изображений, базу данных, модуль управления базой данных, модуль обработки макроскопических изображений поверхности тела, модуль обработки дерматоскопических и микроскопических изображений, модуль визуальной оценки изображений, модуль формирования протоколов обследований, модуль настройки, основной модуль.