Анализ изображений оптической когерентной томографии рака кожи
Компьютерный метод для диагностики опухолей кожи на изображениях оптической когерентной томографии. Особенности метода, разработанного для двумерных и трехмерных изображений. Фрактальные размерности, вычисленные спектральным дифференциальным методом.
| Рубрика | Медицина |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.02.2019 |
| Размер файла | 14,2 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/
Размещено на http://www.allbest.ru/
АНАЛИЗ ИЗОБРАЖЕНИЙ ОПТИЧЕСКОЙ КОГЕРЕНТНОЙ ТОМОГРАФИИ РАКА КОЖИ
Раупов Дмитрий Собирджанович
магистрант
Самарского университета
Аннотация
Предлагается компьютерный метод для диагностики опухолей кожи на изображениях оптической когерентной томографии (ОКТ). Метод разработан для двумерных и трёхмерных изображений.
Ключевые слова: оптическая когерентная томография; рак кожи; текстурный анализ; меланома; обработка изображений.
Введение
Рак кожи - это неконтролируемый рост аномальных клеток кожи. Базально-клеточный рак (basal cell carcinoma - BCC) является наиболее распространенным раком у людей. Злокачественная меланома (malignant melanoma - MM) - это рак, который развивается в меланоцитах, пигментных клетках, представленных в коже. Это может быть более опасно, чем другие формы рака кожи, потому что он может метастазировать и вызывать серьезные осложенения и даже смерть.
Оптические методы могут быть неинвазивными и недорогими решениями для различных приложений медицины. Оптическая когерентная томография (ОКТ) обеспечивает преимущество визуализации в реальном времени in vivo относительно повреждений, не прибегая непосредственно к биопсии ткани.
Методы пост-обработки могут использоваться для повышения точности диагностики и решением для снятия физических ограничений ОКТ. Обработка изображений может включать фильтрацию шума и оценку текстурных, геометрических, морфологических, спектральных, статистических и других характеристик [1-3]. Основная идея этого исследования - использование информации, полученной из многокомпонентного анализа 2D и 3D ОКТ изображений для дифференциации опухолей кожи.
Материалы и методы исследования
Нами было обследовано 33 образца тканей, среди них 11 образцов базалиомы, 10 образцов меланомы, 8 образцов здоровой кожи и 4 образца невуса. Общее количество двумерных B-сканов составило 1008. Среди них 272 изображения BCC, 254 изображения MM, 229 изображений здоровой кожи и 253 изображения невуса.
Сначала мы протестировали компьютерный алгоритм на гиперкубах данных ОКТ и разделили B- и C-сканы. Комбинация 2D- и 3D-данных дает нам возможность получать общую информацию об опухоли (геометрические и морфологические характеристики) из кубов данных и использовать более мощные алгоритмы для подсчета признаков (фрактальных и текстурных) при раздельном сканировании. Эти категории функций обеспечивают более тесную связь с критерием ABCDE (асимметрия, неравномерность границ, цвет, диаметр, эволюция). В качестве фрактальных признаков брались фрактальные размерности, вычисленные спектральным методом, методом подсчёта ячеек и его модификацией дифференциальным методом подсчёта ячеек. В качестве текстурных признаков использовались признаки Харалика [3], Габора [2] и Тамура [2]. В качестве статистических и спектральных характеристик использовались отсчёты корреляционной функции, средняя интенсивность изображения, признаки марковских случайных полей [3]. В качестве геометрических и морфологических полей использовались площадь, периметр, объём, диаметр, изрезанность границ, анизотропия, сферичность и симметрия [2]. В качестве признаков поля направления использовались комплексное поле направлений и весовая функция [3].
изображение оптический когерентный томография
Результаты исследования и их обсуждение
Мы могли бы отметить хорошие результаты на наборах тестов при дифференциации между BCC и невусом, MM и здоровой кожей. Получено разделение ММ от здоровой кожи с чувствительностью более 90% и специфичностью более 90% (168 изображений с 8 образцов) с использованием 3 признаков Харалика - контраста, корреляции и энергии. Результаты очень перспективны для тестирования новых случаев и новых больших наборов изображений ОКТ.
Список литературы
1. Burnside, E.S. Using computer-extracted image phenotypes from tumors on breast magnetic resonance imaging to predict breast cancer pathologic stage/ E.S Burnside// Cancer. - 2015 - V. 122(5) - P. 748-757.
2. Gaidel, A.V. Research of the textural features for the bony tissue diseases diagnostics using the roentgenograms/ A.V Gaidel, S.S. Pervushkin// Computer Optics. - 2013 - V. 37(1) - P. 113-119.
3. Raupov, D.S. Multimodal texture analysis of OCT images as a diagnostic application for skin tumors/ D.S. Raupov, O.O. Myakinin, I.A Bratchenko, V.P. Zakharov, A.G. Khramov // Journal of Biomedical Photonics & Engineering. - 2017 - V. 3(1) - P. 010307.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Рак кожи как одна из самых распространенных злокачественных опухолей на сегодняшний день. Факторы риска, способствующие развитию рака кожи. Предраковые заболевания, виды злокачественных опухолей кожи. Методы диагностики, лечения и профилактики болезни.
реферат [34,3 K], добавлен 07.04.2017Сущность и значение метода магнитно-резонансной томографии, история его формирования и развития, оценка эффективности на современном этапе. Физическое обоснование данной методики, порядок и принципы построения изображений. Определение и выделение среза.
реферат [31,1 K], добавлен 24.06.2014Особенности и фундаментальные основы метода радионуклидной диагностики. Критерии выбора радионуклида. Изотопы и радиофармпрепараты для радионуклидной диагностики и позитронной эмиссионной томографии. Получение изображений с помощью радиоизотопов.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 25.06.2014История развития позитронной эмиссионной томографии, ее прменение для диагностики заболеваний. Производство ПЭТ-радионуклидов и радиофармапрепаратов. Чувствительность и пространственное разрешение ПЭТ-сканера. Алгоритмы реконструкции ПЭТ-изображений.
реферат [2,1 M], добавлен 12.12.2012Принцип действия позитронно-эмиссионной томографии. Основные радиофармпрепараты, использующиеся при проведении исследований. Применение компьютерной томографии в кардиологии для диагностики патологии коронарных сосудов. Способы ограничения доз облучения.
практическая работа [542,3 K], добавлен 13.09.2011История возникновения и развития компьютерной томографии. Получение изображения на спиральном, мультиспиральном, конусно-лучевом и однофотонном эмиссионном компьютерных томографах. Описание и возможности КТ, показания и противопоказания к их применению.
магистерская работа [2,4 M], добавлен 02.09.2015Эпидемиологические закономерности и вероятность возникновения рака кожи, предрасполагающие факторы. Облигатные и факультативные предраковые заболевания. Гистологическое строение рака, его виды и их проявления. Диагностика и методы лечения опухолей.
презентация [853,1 K], добавлен 11.12.2013Этапы исследования и блоки сканера. Постановка задачи и методы томографирования. Восстановление сечений с использованием Фурье-преобразований. Обратная проекция с фильтрацией сверткой. Итерационный метод наименьших квадратов или одновременная коррекция.
дипломная работа [3,1 M], добавлен 14.10.2013История развития технологии позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Этапы исследования, основные блоки сканера и его аппаратное обеспечение. Реконструкция изображений. Используемые в ПЭТ радионуклиды, ее достоинства и области применения в медицине.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 19.05.2013Фотоэлектрический эффект (поглощения) и эффект Комптона (рассеивания). Реконструкция изображений в компьютерной томографии. Соотношение между коэффициентом линейного ослабления материала и единицей Хаунсфилда. Пошаговое и спиральное сканирование.
презентация [1,0 M], добавлен 17.11.2014Основы томографии и рентгенографии, история открытия метода исследования органов и тканей. Устройство рентгеновской установки, компьютерной и цифровой томографии, преимущества и недостатки методов. Области применения цифровых рентгенологических систем.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 16.06.2011Условия достижения эффекта томографии. Основные задачи и направления применения рентгенологического исследования - ангиографии, венографии и лимфографии. История открытия, принцип действия и преимущества использования метода компьютерной томографии.
реферат [156,8 K], добавлен 23.01.2011Компьютерная томография как метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта. Особенности компьютерной томографии головного мозга. Принцип работы компьютерного томографа. Причины назначения компьютерной томографии головного мозга.
контрольная работа [484,4 K], добавлен 21.06.2012Методы визуализации - получения изображений внутренних органов, используемые методы из арсенала лучевой диагностики или эндоскопии. Самый распространенный способ стандартного контрастирования при компьютерной томографии. Диагностика новообразований таза.
реферат [16,7 M], добавлен 01.05.2016Описание кожи - наружного покрова тела, представляющего собой сравнительно тонкую, но очень прочную эластичную оболочку. Структура эпидермиса и дермы. Функция секреции, терморегуляции и обмена кожи. Виды потовых желез. Особенности функций кожи у детей.
презентация [1,8 M], добавлен 25.04.2015Диагностические возможности рентгеновских методов исследования суставов и костей: рентгенографии, линейной и компьютерной томографии, артрографии, фистулографии. Принцип и назначение магнитно-резонансной томографии, сонографии, радионуклеидного метода.
презентация [580,7 K], добавлен 19.10.2014Анатомические особенности шейных позвонков. Строение и кровоснабжение спинного мозга. Возможности методов визуализации в оценке структур позвоночника, их ограничение. Клиническое значение компьютерной томографии и магнитно-резонансной томографии.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 25.08.2013Внедрение в кожу микробактерий туберкулеза как причина туберкулеза кожи. Его локализованные и диссеминированные формы: туберкулезная волчанка, лепра, колликвативный туберкулез (скрофулодерма). Инфекционно-паразитарные, экзогенные факторы дерматозов кожи.
реферат [27,3 K], добавлен 20.01.2010Роль и возможности магнитно-резонансной томографии в диагностике онкологических заболеваний. Принцип метода и оборудование для выполнения МРТ. Диагностические критерии рака шейки матки. Контрастные вещества для МРТ-исследований, интерпретация данных.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 22.04.2019Заболевания кожи человека, которые вызывают микроорганизмы. Грибковые поражения кожи. Гнойничковые заболевания кожи, стафилодермиты, стрептодермиты, атипичные пиодермиты. Герпес простой (пузырьковый лишай). Факторы, способствующие развитию кандидоза.
презентация [1,0 M], добавлен 01.03.2016
