Обзор методов распознавания образов, используемых в медицинских диагностических системах

Методы распознавания образов в контексте их использования в медицинских диагностических системах. Использование бинарного изображения для распознавания. Значение базовых принципов функционирования CAD систем, выделение классификатора нейронных сетей.

Рубрика Медицина
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 25.05.2017
Размер файла 15,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обзор методов распознавания образов, используемых в медицинских диагностических системах

Шеломенцева Инга Георгиевна

Аннотация

В статье приводится обзор методов распознавания образов в контексте их использования в медицинских диагностических системах, формулируются критерии для их сравнения и выполняется анализ наиболее характерных методов, описанных в русскоязычных источниках за последние 5 лет.

Ключевые слова: медицинские диагностические системы, методы распознавания образов, распознавание образов

Введение

В качестве основных проблем, встающих перед исследователями в области распознавания образов в медицине, можно выделить следующие: цветное или бинарное изображение используется для распознавания и каковы способы его получения, какой классификатор ИНС будет оптимальным, какова структура автоматизированной информационной системы распознавания и принципы ее функционирования, какие методы используются для фильтрации и сегментации изображения. Для решения вышеперечисленных вопросов был проанализирован опыт ряда ведущих исследователей в этой области.

Материалы и методы

В процессе исследования использовались такие общие методы научного познания, как метод анализа и метод сравнения. Для обзора методов, представленного в рассмотренных статьях, использовался табличный метод. В процессе анализа было рассмотрено порядка 59 источников, включающих в себя научные статьи, диссертации и авторефераты диссертаций, книги и научно-популярные статьи.

Рассмотрим наиболее характерные с точки зрения поставленных целей научные статьи. Источник [1] описывает алгоритмические решения, позволяющие обнаружить границу сегмента интересующей области при минимальной априорной информации о структуре изображения и высоком уровне помех, и описанию программного продукта, созданного на базе пакета Matlab и искусственных нейронных сетей. В качестве тестовых изображений авторы используют цветные медицинские изображения форменных элементов крови.

В источнике [3] описывается метод обработки цветных медицинских изображений на базе мультифрактального анализа. В статьях [2] и [4] приводятся методологические основы создания автоматизированных компьютерных технологий на примере анализа сложных биомедицинских изображений на базе методов компьютерного анализа яркостной, градиентной и текстурной информации изображения с использованием алгоритмов бинаризация по порогу, морфологической фильтрации, наращивания областей, создания активных контуров и деформированных шаблонов. медицинское изображение распознавание

Выбор для анализа именно этих научных трудов обусловлен тем, что они отражают основные задачи, методы и материалы будущей медицинской диагностической системы - обработка цветных изображений, принципы функционирования нейронных сетей, CAD системы.

В процессе анализа используемых методов были сформулированы критерии для их сравнения. Первый и основной критерий обработки изображений - результат. Методы, используемые в данном процессе можно разделить на две большие категории: методы, в которых как входными данными, так и результатом являются изображения; методы, где входные данные - изображения, а в результате работы выходными данными выступают признаки и атрибуты, выявленные на базе входных данных.

Вторым критерием сравнения методов определим точку приложения анализа - какой из параметров исходного изображения или его части (например, яркостная, цветовая, градиентная или текстурная информация) берется для последующей обработки.

Третий критерий сравнения - это применяемый алгоритм для обработки. Это может быть обученная нейронная сеть, опорный вектор, дискриминантный анализ, пороговая обработка и т.д.

Таблица 1. Обзор методов, используемых для распознавания медицинских изображений

Метод

Результат

Точка приложения анализа

Алгоритм

Ограничения входных параметров

Алгоритм Канни

Изображение

Разрывность яркости, интенсивность

Пороговая обработка

Алгоритм Собеля

Изображение

Разрывность яркости

Вычисление градиентов от функций яркости

Полутоновое изображение

Размерность Ренье

Число

Фрактальная размерность

Обученная нейросеть

Метод локальной бинарной

текстуры

Число

Локальный бинарный шаблон

Геометрическая интерпретация, евклидово расстояние

Полутоновое изображение

Метод Харалика

Число

Текстурные признаки статистики разностей серого тона в двух соседних точках Харалика по квадратному окну

Обученная нейросеть

Полутоновое изображение

Четвертый критерий сравнения рассматриваемых методов - исходный материал для обработки. В качестве такового определим критерий бинарности - является ли изображение цветным или полутоновым.

Результаты

Результат сравнения выбранных методов приведен в таблице 1. Среди выбранных методов два (алгоритм Собеля и алгоритм Канни) получают в качестве входных данных изображение и выдают в качестве выходных данных измененное изображение [5]. Три оставшихся метода в качестве результатов работы выдают набор вещественных чисел. Точка приложения анализа у всех методов разная - разрывность и интенсивность яркости, фрактальная размерность изображения, бинарный шаблон в виде массива точек и статистические данные. Также разные и алгоритмы обработки областей интересов. Три из пяти методов могут работать только с полутоновыми изображениями, что требует предварительной обработки изображения.

Дискуссия

Построение медицинских диагностических систем опирается на обработку медицинских изображений (цветных или черно-белых, распространенных графических форматов или стандарта dicom, обычных или микроскопических), базовые принципы функционирования CAD систем, выделение классификатора нейронных сетей с предварительной обработкой изображения с применением фильтрации и сегментации.

Анализируя таблицу 1, можно сделать вывод, что набор методов распознавания образов в медицине обширен и разнообразен. Чаще всего, на практике, исследователи строят систему CAD, опираясь не на один метод, а на их совокупность. Значительная часть задач требует для своего решения нетривиальной методологии, оригинальных моделей и алгоритмов: средств анализа сложных и гибридных изображений, распознавания образов и пр.

Поэтому зачастую перед исследователем стоит достаточное сложная задача провести выбор не одного метода из теории распознавания образов, а найти такую их совокупность, которая была бы оптимальна для решения задачи медицинской диагностики.

Библиографический список

1. Томакова, Р. А., Филист, С. А. Метод обработки и анализа сложноструктурируемых изображений на основе встроенных функций среды MATLAB [Текст] / Р. А. Томакова, С. А. Филист // Вестник ЧитГУ. 2012. No 1 (80). С. 3-9

2. Система автоматизированного компьютерного анализа медицинских изображений [Текст] / Н. Э. Косых [и др.] // Информационные технологии и вычислительные системы, 2011. № 3. С. 51-56.

3. Бондаренко, А. Н. Нейросетевая классификация медицинских изображений на основе спектра размерностей Ренье [Текст] / А. Н. Бондаренко, А. В. Кацук // Сборник научных трудов НГТУ, 2005. № 1. С. 1-4

4. Компьютерный автоматизированный анализ сложных изображений ядерной медицины [Текст] / Н. Э. Косых [и др.] // Вестник ТОГУ. 2016. 1(40). С. 27-36

5. Стругайло, В. В. Обзор методов фильтрации и сегментации цифровых изображений / В. В. Стругайло // Наука и образование. 2012. №5. С. 270-281

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Путь исследований и совершенствования лечебно-диагностических методов, использование законов термодинамики в данном процессе. Понятие о нелинейности в математике и сложных биологических системах. Характеристика диссипативной системы и ее свойства.

    реферат [27,1 K], добавлен 29.08.2009

  • Принцип работы беспроводного прибора для раннего распознавания кариеса посредством лазерного флуоресцентного анализа. Условия хранения прибора. Диагностика фиссурного кариеса и кариеса гладких поверхностей зуба. Порядок действий при сканировании зуба.

    презентация [10,8 M], добавлен 15.01.2017

  • Изучение роли фельдшера в проведении лечебно-диагностических мероприятий при респираторных инфекциях на примере медицинских учреждений в Кущевском районе. Эпидемиология острых респираторных инфекций, передающихся воздушно-капельным и пылевым путями.

    дипломная работа [1,5 M], добавлен 24.05.2019

  • Рентгенографическое обследование как основной метод распознавания при опухолях легких, желудка, толстой кишки. Использование ультразвуковой томографии: УЗИ, сонографии. Цито-гистологические методы исследования онкологии. Особенности применения биопсии.

    реферат [20,8 K], добавлен 03.03.2010

  • История возникновения и направления применения электрокардиограммы как прямого результата электрокардиографии. Анализ ритма сердца и его нарушения в кардиомониторах. Краткий обзор преобразования Фурье. Основные группы методов распознавания QRS-комплекса.

    реферат [1,2 M], добавлен 05.02.2012

  • Методы и порядок проведения диагностики опухолевых заболеваний, значение периодических врачебных профилактических осмотров. Биопсия как наиболее точный путь обследования, оценка ее эффективности. Особенности диагностирования злокачественных образований.

    реферат [16,9 K], добавлен 25.05.2010

  • Изучение основных видов лабораторных исследований по гриппу, обеспечивающих возможность раннего распознавания этиологии пандемии, с последующим проведением всего комплекса противоэпидемических и профилактических мероприятий. Выделение вирусов гриппа.

    доклад [15,7 K], добавлен 08.01.2011

  • Понятие диагностики как методов исследования для распознавания заболевания и состояния больного для назначения необходимого лечения. Классификация нетрадиционных (альтернативных) способов диагностики: ногтевая, нозо-, иридо-, лингво-, аурикулодиагностика.

    презентация [1,3 M], добавлен 18.01.2012

  • Цели и задачи стандартизации протоколов ведения больных. Правила заполнения разделов протокола. Предназначение нормативного документа в медицинских организациях. Критерии оценки диагностических, лечебных, профилактических, реабилитационных технологий.

    контрольная работа [17,6 K], добавлен 14.09.2015

  • Исследование крови как один из важнейших диагностических методов, общая методика и этапы его проведения, особенности и значение. Параметры оценки красной и белой крови, тромбоцитов, нейтрофилов и эритроцитов, документальное оформление результатов.

    курсовая работа [65,4 K], добавлен 25.04.2009

  • Особенность формирования онкологической боли. Оценка интенсивности болевого синдрома по шкале вербальных оценок. Анализ распознавания нейропатической боли. Изучение основных принципов терапии раковой боли. Фармакотерапия боли при слабой интенсивности.

    презентация [4,1 M], добавлен 25.01.2022

  • Отличительные черты российского рынка медицинских диагностических услуг. Бизнес-план терапевтического комплекса холодовой рефлексодиагностики. Оценка инвестиционной стоимости проекта "КРИОТЕКС", анализ конкурентов и расчет ставки дисконтирования.

    бизнес-план [2,2 M], добавлен 29.05.2016

  • Понятие минеральных вод и особенности их химического состава. Классификация минеральных вод, их разновидности и районы добывания. Характер влияния на организм человека. Методы получения искусственной минерализации, способы распознавания фальшивки.

    реферат [18,1 K], добавлен 21.11.2009

  • Доступность, качество медицинской работы. Новые роли врачей, медицинских сестер, фармацевтов. Участие пациентов в процессе принятия решений по лечению. Регулирование использования биотехнологий. Взаимопомощь в вопросах состояния здоровья. Права пациентов.

    презентация [517,7 K], добавлен 09.11.2014

  • Основные тенденции развития платных медицинских услуг в государственных учреждениях здравоохранения. Рынок медицинских услуг г. Екатеринбурга. Стратегия развития предоставления платных медицинских услуг в Детской городской больнице № 8 г. Екатеринбурга.

    дипломная работа [2,9 M], добавлен 30.01.2016

  • Характеристика классов опасности и групп медицинских отходов. Отходы лечебно-профилактических учреждений как материалы, вещества, изделия, утратившие свои первоначальные потребительские свойства в ходе осуществления различных медицинских манипуляций.

    курсовая работа [54,3 K], добавлен 07.02.2016

  • Сердечная недостаточность — неспособность сердечно-сосудистой системы обеспечить организм кровью и кислородом в необходимом количестве. Причины и симптомы болезни, диагностические методы распознавания. Применение препаратов ингибиторов АПФ для ее лечения.

    реферат [30,2 K], добавлен 27.07.2010

  • Роль физиотерапии в медицинской реабилитации. Область применения аппарата Дарсонваля Элад Мед Теко-3 электрода. Описание устройства и физический принцип, положенный в основу его работы. Медицинские особенности дарсонвализации. Обзор современных приборов.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 12.10.2014

  • Предоставление платных медицинских услуг. Информация об исполнителе и предоставляемых им медицинских услугах. Порядок заключения договора и оплаты. Ответственность исполнителя и контроль за предоставлением платных услуг. Права и обязанности пациентов.

    курсовая работа [27,1 K], добавлен 14.10.2013

  • Диагностика вульвита, кольпита, бартоленита, вагинизма, эндоцервицита, кандидоза, острого эндометрита, аднексита. Осложнения и последствия, профилактика, комплексная терапия и лечение заболеваний. Лабораторные и инструментальные методы их распознавания.

    презентация [100,0 K], добавлен 23.10.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.