Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza dawki w rdzeniu kręgowym u pacjentów z nowotworami głowy i szyi wykonana na podstawie obrazowania CBCT

Łyko Dawid, Piziorska Maria, Czyżew Beata

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2021

|

Vol. 10, nr 4

311--316

PL

Odtwarzalność pozycji terapeutycznej pacjenta jest niezwykle istotnym punktem leczenia przeciwnowotworowego z wykorzystaniem promieniowania jonizującego. Prawidłowa pozycja terapeutyczna determinuje bowiem prawidłowe zrealizowanie planu leczenia, a co za tym idzie – wpływa na efektywność całej terapii. Celem badania było zweryfikowanie, czy stosowane metody stabilizacji i weryfikacji pozycji pacjenta są wystarczające, by w poprawny sposób zrealizować plan leczenia. Badania dotyczyły nowotworów głowy i szyi, w kierunku dawek zaabsorbowanych w kanale i rdzeniu kręgowym. Dane zostały uzyskane z wykorzystaniem komponentów Systemu Planowania Leczenia Eclipse (TPS, ang. Treatment Planning System): Contouring, Image Registration, External Beam Planning, Offline Review. Dla 30 pacjentów wykonano łącznie 926 obrazów CBCT, które poddano analizie. Największe wartości zmiany ułożenia w badanej grupie zostały uzyskane dla rotacji PITCH i były równe 0,33°. Pozostałe wartości nie były istotne statystycznie, co zostało wykazane testem t-Studenta. U żadnego pacjenta nie doszło do przekroczenia dawki granicznej w rdzeniu kręgowym. Zarówno planowanie leczenia, jak również kontrola ułożenia pacjenta wykonywane były zgodne z obowiązującymi w Centrum Radioterapii protokołami.

EN

The correct positioning of the cancer patient is extremely important for effectiveness of radiotherapy. The aim of the study was to verify either stabilisation or verification of the patient’s position are sufficient for the correct treatment plan realisation. The studies focused on head and neck cancers, in particular the doses absorbed in the canal and spinal cord. The data was obtained with the use of the components of the treatment planning system Eclipse: Contouring, Image Registration, External Beam Planning. A total of 926 CBCT images for 30 patients were analyzed. The highest values of the change in position in the studied group were obtained for the PITCH rotation and were equal to 0.33 degrees. The remaining values were negligible, as shown by the Student’s t-test. No patient plan exceeded the dose limit in the spinal cord. Both treatment planning and control of the patient’s position were performed correctly.

2

Injury classification and level detection of the spinal cord based on the optimized recurrent neural network

Jasim Munavar, Brindha Thomas

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2021

|

Vol. 17, no. 1

25--40

EN

Objectives: Spinal cord damage is one of the traumatic situations in persons that may cause the loss of sensation and proper functioning of the muscles either temporarily or permanently. Hence, steps to assure the recovery through the early functioning and precaution could safe-guard a proper interceptive. To ensure the recovery of spinal cord damage through optimized recurrent neural network. Methods: The research on the spinal cord injury classification and level detection is done using the CT images, which is initially given to the segmentation that is done using the adaptive thresholding methodology. Once the segments are formed, the disc is localized using the sparse fuzzy C-means clustering approach. In the next step, the features are extracted from the localized disc and the features include the connectivity features, statistical features, image-level features, grid-level features, Histogram of Oriented Gradients (HOG), and Linear Gradient Pattern (LGP). Then, the injury detection is done based on the Crow search Rider Optimization algorithm-based Deep Convolutional Neural Network (CS-ROA-based DCNN). Once the result regarding the presence of the injury is obtained, the injury-level classification is done based on the proposed Deep Recurrent Neural Network (Deep RNN), and in case of the absence of injury, the process is terminated. Therefore, the injury detection classifier derives the level of the injury, such as normal, wedge, biconcavity, and crush. Results: The experimentation is carried out using an Osteoporotic vertebral fractures database. The performance of the injury level detection based on the proposed model is evaluated based on accuracy, sensitivity, and specificity. The proposed model achieves the maximal accuracy of 0.895, maximal sensitivity of 0.871, and the maximal specificity of 0.933 with respect to K-Fold. Conclusions: The experimental results show that the proposed model is better than the existing models in terms of accuracy, sensitivity, and specificity.

3

Comparison of three and four- field radiotherapy technique and the effect of laryngeal shield on vocal and spinal cord radiation dose in radiotherapy of non-laryngeal head and neck tumors

Pour N. H., Farajollahi A., Jamali M., Zeinali A., Jangjou A. G.

Polish Journal of Medical Physics and Engineering

|

2018

|

Vol. 24, Iss. 1

25--31

EN

Introduction: Due to the effect of radiation on both the tumor and the surrounding normal tissues, the side effects of radiation in normal tissues are expected. One of the important complications in the head and neck radiotherapy is the doses reached to the larynx and spinal cord of patients with non-laryngeal head and neck tumors. Materials and Methods: In this study, CT scan images of 25 patients with non-laryngeal tumors including; lymph nodes, tongue, oropharynx and nasopharynx were used. A three-field and a four-field treatment planning with and without laryngeal shield in 3D CRT technique were planned for each patient. Subsequently, the values of Dmin, Dmean, Dmax and Dose Volume Histogram from the treatment planning system and NTCP values of spinal cord and larynx were calculated with BIOPLAN and MATLAB software for all patients. Results: Statistical results showed that mean values of doses of larynx in both three and four-field methods were significantly different between with and without shield groups. Comparison of absorbed dose didn’t show any difference between the three and four field methods (P>0.05). Using Shield, just the mean and minimum doses of spinal cord decreased in both three and four fields. The NTCP of the spinal cord and larynx by three and four-field methods with shield in the LKB and EUD models significantly are less than that of the three and four fields without shields, and in the four-field method NTCP of larynx is less than three radiation field. Conclusion: The results of this study indicate that there is no significant difference in doses reached to larynx and spinal cord between the treatments techniques, but laryngeal shield reduce dose and NTCP values in larynx considerably.

4

Charakterystyka mechaniczna rdzenia kręgowego świni pod wpływem obciążenia statycznego w badaniu in vitro

Pasławski R., Jacyna M., Jacyna K., Janiszewski A., Będziński R.

Inżynieria Powierzchni

|

2018

|

nr 2

43--48

PL

Podstawy: Pomimo faktu prowadzenia wielu badań wiadomo, że właściwości mechaniczne świńskiego rdzenia kręgowego poddawanego obciążeniom nie zostały jeszcze dostatecznie wyjaśnione. Metody: Próbki zostały obciążone przy różnych prędkościach odkształcenia: 0,02 (1/ s) i 0,002(1/ s)do wielkości odkształcenia od 5% do 10%. Po osiągnięciu określonej wartości odkształcenia próbki pozostawiono przy stałym odkształceniu po to aby utrzymać relaksację naprężeń. Wyniki: Testy rozciągania przedstawiające relację naprężenie-odkształcenie są znacząco nieliniowe z krzywą odpowiadającą niskiej sztywności. W poniższym obszarze naprężenie wzrasta wykładniczo wraz z przyłożonym odkształceniem. Największe wartości obliczonych naprężeń dla 10% odkształcenia wynosiły 0,014 MPa ( przy prędkości odkształcenia 0,02 (1/s)) i 0,008 MPa (przy prędkości 0,002 (1/s)).Liniowa aproksymacja naprężeń określona metodą minimum kwadratów pozwala wyznaczyć wartość modułu Younga: 39,68 kPa przy prędkości odkształcenia 0,02 (1/s) i 31,07 kPa przy prędkości odkształcenia 0,002 (1/s). Współczynnik statystyczny dopasowania R dla obu regresji miał wartość ponad 0,99 i potwierdził dobrą jakość aproksymacji. Współczynniki A i β (w równaniu Cloyd i Fujita) wynosiły odpowiednio 1,5 MPa i 31,3 przy prędkości odkształcenia 0,02 (1/s) oraz 1,3 MPa i 25,3 przy prędkości 0,002 (1/s). Względna relaksacja naprężeń została osiągnięta po 60 s w zakresie od 20% do 37%. Bezwzględna relaksacja naprężeń wynosiła od 0,4 kPa do 2,4 kPa przy prędkości odkształcenia 0,002 (1/s) przy 5 proc. maksymalnym odkształceniu oraz odpowiednio 0,02 (1/s) przy 10 proc. max. odkształceniu. Interpretacja: Charakterystyki mechaniczne przedstawiły też widoczną zależność odkształcenia i prędkości jako, że sztywność znacząco wzrasta wraz ze wzrostem prędkości odkształcenia.

EN

Background: In spite of a number of researchers, it is well known that mechanical behaviour of a spinal cord under loading has not yet been studied extensively enough. Methods: Specimens were loaded at various strain rates: 0.02/s and 0.002/s to 5% and 10% strain. After reaching defined strain value, samples were left at a constant strain for stress relaxation. Findings: The demonstrated tensile testing stress-strain response is a highly non-linear curve corresponding to low stiffness. In the toe region stress increases exponentially with the applied strain. The highest calculated stress value for 10% strain was 0,014 MPa (strain rate 0.02/s) and 0.008 MPa (strain rate 0.002/s). Linear approximation of the stress by the least square method allowed to derive Young modulus of the value: 39.68 kPa at strain rate 0.02/s and 31.07 kPa at strain rate 0.002/s. R squared value for both regressions was above 0.99 and confirmed a good quality of approximation. A and β coefficients (in Cloyd and Fujita equation) were 1.5 MPa and 31.3 at 0.02/s strain rates and 1.3 MPa and 25.3 at 0.002/s strain rates correspondingly. Relative stress relaxation increased from 20% to 37% after 60 s. Absolute stress relaxation was from 0.4 kPa to 2.4 kPa, at 0.002/s strain rate by 5% maximum strain and 0.02/s strain rate by 10% respectively. Interpretation: Mechanical characteristics demonstrated a visible strain-rate dependence as stiffness was significantly increasing with an increase of strain rate.

5

A study on spinal cord segmentation techniques

Jasim M., Brindha T.

Control and Cybernetics

|

2018

|

Vol. 47, no. 4

497--521

EN

One of the vital organs, which manage the communication between the brain and different body parts, is the spinal cord. It is highly prone to the traumatic injuries and to several diseases. The vital criteria for the clinical management are the appropriate localization and segmentation of the spinal cord. The segmentation experiences the risks, associated with the diversity in the human anatomy and contrast variation inMagnetic Resonance Imaging (MRI). Hence, an efficacious segmentation method must be devised for the effective segmentation and disc localization of the spinal cord. Correspondingly, the here contained survey provides the review of the distinct segmentation schemes for the spinal cord segmentation. At present, there is an urgent requirement for the development of an effective segmentation approach so as to outperform the existing segmentation methods. In this research article, a detailed survey on several research works presenting the recommended segmentation schemes, based on the active contour model, semi-automated segmentation, deformable model, probabilistic model, graph-based segmentation, and so on, is presented. Additionally, an in depth analysis and discussion are provided, in accordance with the publication year, evaluation metrics, segmentation scheme, Magnetic Resonance (MR) image datasets, Dice Similarity Coefficient (DSC) and accuracy. Subsequently, the research gaps and risks, related to distinct segmentation schemes are considered for directing the researchers towards a better future investigation field.

6

Stymulacja rdzenia kręgowego w leczeniu bólu przewlekłego

Urbanowska J., Chantsoulis M., Skrzek A., Sakowski J., Sipko T., Całka K.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2010

|

Vol. 16, nr 2

129-132

PL

Jednym ze sposobów leczenia bólu przewlekłego jest procedura neuromodulacyjna – stymulacja rdzenia kręgowego (spinal cord stimulation SCS). Istnieje wiele teorii wyjaśniających mechanizm jej działania, ale nie jest on ostatecznie poznany. SCS stosuje się między innymi po operacjach neurochirurgicznych w zespołach failed back surgery syndrome i post-laminectomy syndrome. Wskazaniem do stymulacji rdzenia kręgowego jest ból neuropatyczny, który powstaje w wyniku ucisku nerwów (pleksopatie, radikulopatie). Elektrodę umieszcza się w grzbietowej części przestrzeni nadtwardówkowej, na wysokości zależnej od miejsca występowania bólu. Najczęstsze miejsca implantacji generatora zlokalizowane są wzdłuż linii środkowo-pachowej, w górnej części pośladka, w linii pachowej tylnej i powłokach brzucha, tuż poniżej najniższego żebra. Elektroda dodatnia – anoda – hamuje neurony poprzez hiperpolaryzację. Wykorzystując to działanie, programuje się urządzenia stymulujące. SCS jako metoda leczenia bólu przewlekłego daje pacjentom ulgę w bólu, a niektórym stwarza możliwość powrotu do pracy.

EN

Neuromodulation is the procedure used for the spinal cord stimulation (SCS). There are many theories explaining its mechanism, however it has not been thoroughly studied. SCS is used e.g. after neurosurgical operations in failed back surgery syndrome as well as post-laminectomy syndrome. An indication for spinal cord stimulation is neuropathic pain occurring as a result of pressure on nerves. An electrode is placed within a dorsal part of the extradural space at the height dependent on the pain location. The most frequent site of generator implantation is located along the midaxillary line, in the upper part of the buttock, in the posterior axillary line and the lining of the stomach just below the lowest rib. The positive electrode – anode – suppresses neurons through hyperpolarization. SCS as a method of chronic pain treatment brings relief to patients, and in some cases it enables them to go back to work.

7

Etapowe leczenie wielomiejscowych, ciężkich odleżyn u chorego porażonego w przebiegu urazu rdzenia kręgowego - studium przypadku

Wasiak K., Tederko P.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2010

|

Vol. 16, nr 1

18-19

PL

Doniesienie przedstawia proces wieloetapowego leczenia ciężkich odleżyn u 26-letniego chorego z porażeniem czterokończynowym, które wystąpiło w przebiegu urazu odcinka szyjnego kręgosłupa 8 lat przed przyjęciem do oddziału. U pacjenta etapowo leczono trzy rozlegle i głębokie odleżyny obydwu okolic krętarzowych oraz okolicy krzyżowej. Z powodu destrukcji stawów biodrowych zaistniała także konieczność ich obustronnej resekcji. Po 7-miesięcznym leczeniu udało się wyleczyć wszystkie odleżyny. W ciągu ponad dwuletniej obserwacji chorego żadna z operowanych odleżyn nie uległa nawrotowi.

EN

The article presents the multi-stage treatment of severe decubitus ulcers in a male patient, 26 years of age, with posttraumatic tetraplegia resultingfrom a cervical spinal cord injury that had occurred 8 years prior to admission. The patient presented with extensive and deep ulcerations in the sacral region and both trochanteric regions. Due to the destruction of the bilateral hip resection was also necessary. The entire hospital stay lasted 7 months and resulted in complete healing of all three decubitus lesions. There was no recurrence of pressure ulcers during the 2-years observation period.

8

Badania eksperymentalne monitorujące postęp regeneracji rdzenia kręgowego w ośrodkowym układzie nerwowym u szczurów

Mańka Ł., Gzik M., Ślusarczyk W., Marcol W., Kołodziejczyk K.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2007

|

z. 1

139--144

PL

W pracy przedstawiono badania prowadzone przez inżynierów oraz lekarzy w celu odpowiedniego zaprojektowania urządzenia do monitorowania postępu regeneracji rdzenia kręgowego w ośrodkowym układzie nerwowym u szczurów. Zaprojektowane urządzenie ma na celu wspomaganie badań w aspekcie regeneracji uszkodzonego w sposób mechaniczny rdzenia kręgowego.

EN

Experimental researches carried out by engineers and doctors in order to design system to examining progress recovery of central nervous system rats spinal cord are presented in this paper.

9

Komputerowe algorytmy sztucznej inteligencji w interpretacji niektórych obrazów centralnego układu nerwowego

Ogiela L., Gądek A.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2007

|

Vol. 13, nr 1

12-15

PL

W pracy zaprezentowane zostały metody sztucznej inteligencji, w szczególności mechanizmy lingwistyczne prowadzące do semantycznego wnioskowania znaczeniowego, których wykorzystanie jest ważne w tworzeniu inteligentnych systemów informacyjnych typu DSS (Diagnostic Support System - system wspomagający diagnostykę). Ponadto wyjaśniono informatyczne mechanizmy opisu znaczeniowego analizowanych obiektów w przypadku przykładowej analizy obrazów rdzenia kręgowego. Zaproponowano procedury semantycznego wnioskowania na bazie modelu rezonansu kognitywnego. Procedury te zostały zastosowane do znaczeniowej interpretacji wskazanych zobrazowań diagnostycznych centralnego układu nerwowego CNS. W celu skutecznego wykrywania zmian patologicznych, dokonano analizy zbioru danych pochodzących z badań magnetyczno--rezonansowych struktur rdzenia kręgowego.

EN

In the paper artificial intelligence methods are presented, in particular, the cognitive linguistic mechanisms used in semantic meaning inference, which allow to create intelligent information system of DSS type (Diagnostic Support System). Additionally, computer algorithms of semantic description applied for object analysis in the case of recognition of spinal cord visualizations, were discussed. The proposed semantic derivation procedures were based on cognitive resonance model, and were exploited for semantic interpretation of selected central nervous system patterns. Effective recognition of pathological changes was based on visual data set obtained during magnetic-resonance imaging of spinal cord.

10

Badania eksperymentalne mechanizmów urazu rdzenia kręgowego szczura

Bobrowski M., Tejszerska D., Gzik M., Lewin-Kowalik J., Ślusarczyk W., Marcol W.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2006

|

z. 30

33-36

PL

W pracy przedstawiono wspólne badania prowadzone przez inżynierów oraz lekarzy z wykorzystaniem urządzenia do wywoływania kontrolowanych, powtarzalnych urazów rdzenia kręgowego u szczurów. Zaprojektowane urządzenie ma na celu wspomaganie badań w aspekcie regeneracji uszkodzonego w sposób mechaniczny rdzenia kręgowego.

EN

Design process of system to controlled rats spinal cord injuries maker and experimental researches carried out by engineers and doctors in order to improve knowledge about rat's spinal cord regeneration are presented in this paper.

11

A new non-laminectomy model of the spinal cord injury: pressure impactor

Gzik M., Tejszerewska D., Bobrowski M.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2006

|

Vol. 8, nr 2

89-95

EN

The influence of air pressure impact on rat spinal cord injuries is presented. In order to verify the non-laminectomy model of spinal cord injury, a professional device was designed. The device is based on pneumatic solution and gives the opportunity to carry out repeatable, unlimited, controlled experiments without the necessity of an extensive opening of the vertebral canal.

12

Segmentation of spinal cord images by means of watershed and region merging together with inhomogeneity correction

Nieniewski M., Serneels R.

Machine Graphics and Vision

|

2002

|

Vol. 11, No. 1

101-121

EN

The paper presents a morphological method for segmentation of high field Mahnetic Resonance (MR) images of the human spinal cord and extraction of the gray matter mask. These images are of low quality and poor contrast. The inhomogeneity of brightness in thr image is usully more pronounced than the difference in brightness between the gray matter and the white matter. Due to this inhomogeneity, it is very hard to use watershed segmentation for automatic extraction of the gray matter, and what remains is manual pointing out of a hundred or more regions belonging to the gray matter. However, as shown in the paper, by using the White Top Hat (WHT) transform with a large structuring element, one can correct the images, significantly reducing the inhomogeneity and approprioriginal image, whereas region statistics used for region merging are calculated from the corrected image. Then the extraction of the gray matter mask is carried out in a semi-automatic way, with the user pointing out the first region belonging to the gray matter area, and the program selecting subsequent neighboring regions based on the statistics of the regions. The method was tested on images coming from different cross-sections of the spinal cord, and the results indicate that the process of extracing the gray matter mask has been significantly speeded up and improved.

13

Device to stimulation with synchronous impulse in damages of vertebral core of, circumferential nerves and bones

Dyszkiewicz A., Sapota G., Wróbel Z.

Journal of Medical Informatics & Technologies

|

2000

|

Vol. 1

BI 83--90

EN

In elaboration problems of core vertebral traumas and of circumferential nerves and outline of practical rehabilitation methods in these cases are introduced. Attention is turned on lack full utilization potential reproductive possibilities of nervous tissues and osseous in process of rehabilitation. Proposed two channel device makes possible periodic or continuous synchronous stimulation of nervous structures or bones on both sides of continuity break, in convergent, divergent, afferent or efferent direction.

PL

W opracowaniu przedstawiono problematykę urazów rdzenia kręgowego i nerwów obwodowych oraz zarys metod rehabilitacyjnych stosowanych w tych przypadkach. Zwrócono uwagę na brak pełnego wykorzystania w procesie rehabilitacji potencjalnych możliwości odtwórczych tkanki nerwowej i kostnej. Proponowane dwukanałowe urządzenie umożliwia okresową lub ciągłą synchroniczną stymulację struktur nerwowych lub kości po obu stronach przerwania ciągłości, w kierunku zbieżnym, rozbieżnym, aferentnym lub eferentnym.