Moderní zobrazovací metody v endoskopii u systému Pentax HiLine

Základním předpokladem pro přesnou diagnostiku a léčbu onemocnění GIT je použití kvalitních zobrazovacích metod. Technický pokrok společně s postupující miniaturizací umožňuje překonávat dnes již překonané zobrazovací techniky a metody, jako jsou optická vlákna, černobílé CCD čipy, HDTV, NBI, apod. Mezi nové trendy v oblasti endoskopické zobrazovací techniky patří především vysoké rozlišení CCD čipů (v případě endoskopů Pentax a Fujinon dnes již zcela běžně více než 1 Mpx) a softwarové algoritmy umožňující rychlejší a přesnější lokalizaci lézí a následnou charakteristiku nálezu. Samozřejmostí je zachování stávajících rozměrů endoskopických přístrojů, průměrů pracovních kanálů endoskopů, snadnosti ovládání, atd.

Technicky nejvyspělejším systémem současnosti, určeným pro flexibilní endoskopii, je vlajková loď společnosti Pentax – systém HiLine. Základem systému označovaného jako HiLine je videoprocesor EPKi. Řada endoskopů s vysokým rozlišením, které umožňují plně využívat všech možností tohoto videoprocesoru, nese označení i (např. EG-2990i, EC-3890i)a neustále se rozrůstá o další typy přístrojů.

Architektura videoprocesoru EPKi je navržena na rozdíl od všech konkurenčních videoprocesorů na bázi počítačové techniky a jeho funkce jsou realizovány pomocí programového vybavení. Systém disponuje tzv. otevřenou softwarovou architekturou (OSA) která umožňuje aktualizaci softwaru. Pomocí takové aktualizace je pak kdykoli možné přidávat nejnovější funkce a vylepšení a videoprocesor tak prakticky morálně nezastarává.

Díky koncepci OSA nabízí videoprocesor široké možnosti softwarových úprav endoskopického obrazu, zejména prostřednictvím funkcí SE, CE, TE, které je možné využít buď samostatně, nebo prostřednictvím tzv. i-SCAN funkcí. i-SCAN funkce je možné si představit jako konkrétní profily, který sdružují do komplexních funkcí hodnoty nastavení více individuálních funkcí (např. režim řízení světla, funkce SE, CE, TE a jejich libovolné kombinace). i-SCAN funkce jsou pak během vyšetření k dispozici pouhým stiskem tlačítka.

K procesoru EPKi lze připojit prakticky jakýkoliv videoendoskop Pentax série i nebo K a to se zachováním možnosti využití všech funkcí procesoru. (HD+ rozlišení je však možné využívat pouze u endoskopů řady i). To je podstatnávýhoda oproti konkurenčním endoskopům Olympus, u kterých lze funkci NBI (podstatně méně výkonnou) možné využít pouze u endoskopů, které tuto funkci podporují. Videoprocesor EPKi je ovládán prostřednictvím dotykového displeje.

Endoskopy řady 90i jsou osazeny barevným čipem s rozlišením 1,3 MPx ( přibližně dvojnásobné rozlišení oproti technologii HDTV). Videoprocesor umožňuje v případě endoskopů s vysokým rozlišením až dvojnásobný digitální zoom, a to bez viditelného snížení kvality obrazu. Samozřejmostí je přiřazení různých funkcí pro jednotlivá tlačítka na endoskopu s možností individuálního nastavení a uložení pro jednotlivé uživatele.

Popis funkcí i-scan

i-SCAN technologie je nový nástroj, který společnost Pentax vyvinula za účelem softwarové úpravy endoskopického obrazu. Jedná se o o softwarové metody pro zvýraznění kontrastu. V současné době jsou k dispozici tři typy algoritmů, a to SE (surface enhancement) pro zvýraznění ohraničení povrchových struktur tkáně, CE (contrast enhancement) pro zvýraznění cévních struktur a plochých lézí a TE (ton enhancement) pro detailní zkoumání struktury lokalizovaných lézí.

Funkce SE

Tato funkce zvýrazňuje hrany v endoskopickém obraze. Pro každý pixel se porovnává rozdíl světlosti pixelu vzhledem k sousedním pixelům. Tento rozdíl se pak ještě více zesílí. Tím se zvýrazní hrany a dojde tak ke zdůraznění povrchové struktury sliznice. Tento algoritmus však navíc oproti běžně používaným analogovým funkcím pro zvýraznění kontrastu také dokáže rozpoznat, kdy se jedná o hranu a kdy o šum a zjištěný šum potom z výsledného obrazu odfiltruje. Výsledný obraz se při zapnutí funkce SE od standardního obrazu neliší v jasu a jen minimálně v barvě. Funkce SE umožňuje obzvlášť dobré pozorování žlázových struktur.

Funkce CE

Tato funkce slouží ke zvýraznění cévních struktur a lokalizaci plochých lézí. Pokud tento algoritmus najde v obraze tmavší místa, přidá do nich modrou složku barvy a mírně potlačí červenou a zelenou složku. Opět jsou při tom vzájemně porovnávány těsně sousedící pixely. Výsledkem je, že slaběji plocha s menší intenzitou jasu je zbarvena slabě do modra. Tím se zdůrazní i drobné změny na povrchu sliznice. Zpracování snímků funkcí CE nezpůsobuje změnu jasu ani výraznou změnu barvy obrazu. Viditelné je pouze mírně namodralé zbarvení na tmavších místech.

Funkce SE a CE jsou vhodné pro screeningovou endoskopii k odhalení plochých lézí a nádorů trávicího ústrojí v jejich počáteční fázi.

Funkce TE

Při použití této funkce je endoskopický obraz rozložen na jednotlivé barevné složky RGB a analyzován odděleně v každé složce. Změna jasu barevných složek je posuzována pro každý pixel. Jednotlivé barevné složky jsou nezávisle převedeny podél tónové křivky. Algoritmus pak upraví intenzitu každé složky a znovu z nich zpětně složí obraz. Tato metoda je určena k zvýraznění drobných slizničních struktur a malých barevných změn sliznice. Funkce TE pracuje v reálném čase a sestává z několika podfunkcí, které jsou optimalizovány pro konkrétní využití (p-pattern,v-vessel, g-gastro, c-colono, e-esophagus, b-Barrett). Při použití TE funkce je obraz stále dostatečně světlý, což je velkou výhodou např. oproti NBI u systémů jiných výrobců.

Využití i-SCAN funkcí

Funkce SE a CE jsou významné při lokalizaci lézí, protože zlepšují ohraničení léze, aniž by došlo ke změně barvy tónu a výraznému snížením jasu obrazu. Obě funkce SE a CE jsou aplikovány obvykle současně. Funkce TE se používá při identifikaci lézí, protože zvyšuje barevný kontrast, čímž se struktura stane zřetelnější. Pokud je zapotřebí strukturu a případné změny v povrchu dále v průběhu aplikace funkce TE zvýraznit, je možné dále zvýšit zesílení funkcí SE a CE. Funkce SE, CE, TE lze aktivovat jednoduše a okamžitě stiskem tlačítka.

Užitečnost i-SCAN

Je zajímavé porovnat funkce i-SCAN se zobrazením Narrow Band Imaging (NBI). NBI je endoskopická zobrazovací technika, která používá úzkopásmových filtrů pro zobrazení tkáně ve vybraných úzkých vlnových pásmech. Přestože NBI je použitelné pro detekci a diagnostikování slizničních změn, zobrazení pomocí těchto filtrů je poskytuje mnohem tmavší obraz než zobrazení při standardním bílém světle a jeho nevýhodou je méně kvalitní obraz při pozorování sliznice z větší vzdálenosti.

Naopak při použití funkcí i-SCAN, které nabízí endoskopický systém Pentax HiLine, je dosaženo stejně jasného obrazu jako při standardním endoskopickém obrazu v bílém světle. S funkcemi i-SCAN je možné pozorovat mnohem větší oblasti z podstatně větší vzdálenosti ve srovnání s NBI. Díky tomu jsou funkce i-SCAN užitečné při screeningové endoskopii a diagnostice rozsahu lézí, a to zejména při velkých povrchových lézích. Oproti chromoendoskopii mohou být funkce i-SCAN použity velmi jednoduše a rychle stisknutím tlačítka. Je to tedy vhodný a snadný nástroj pro screening i detailní vyšetření.

ZÁVĚR

Funkce SE a CE zvyšují schopnost lokalizace lézí v průběhu vyšetření. Funkce TE zlepšuje následnou identifikaci lézí zjištěných při screeningu. Všechny tyto tři zvýrazňovaní funkce lze vypnout nebo zapnout okamžitě, což významně přispívá také ke snížení psychické zátěže pacienta. Kromě toho mohou tyto techniky snížit počet vyšetření, při nichž je jinak nutné použita barviva. Funkce i-SCAN zvyšují kvalitu endoskopické diagnostiky a léčby.