Peculiarities of Computer Analysis of Biomedical Images of Microcirculation of the Conjunctiva of the Eye
DOI:
https://doi.org/10.31649/1681-7893-2021-42-2-53-65Keywords:
biomedical images, informational diagnostic features, digital image processing, microvessels, microcirculatory channelAbstract
An analysis was carried out, which showed that the task of creating a system for evaluating biomedical images of pathologies of the vessels of the human eye is relevant and needs to be solved, since the existing methods and systems of evaluation, as well as the existing methods of processing biomedical images do not meet the modern requirements for such systems in terms of accuracy , the reliability of processing biomedical images, which leads to the occurrence of errors in the diagnosis in ophthalmological studies. The results of the comparison of the effectiveness of the Kirsch, Sobel, Roberts, Wallace, SUSAN algorithms for processing biomedical images based on the set of information diagnostic features formed are the most informative for image segmentation, the algorithms based on Kirsch filtering and the nonlinear Sobel filter. A system has been developed for evaluating dynamic changes in biomedical images, which allows to evaluate the state of blood vessels and determine the conjunctival index based on the following indicators: the ratio of the diameters of arterioles and corresponding venules; caliber irregularities; meander windings; microaneurysms; glomeruli; reticular structures of vessels; changes in the number of functioning capillaries; arteriolo-venular anastomoses; hemorrhages; perivascular edema; sludge phenomena; microthrombi
References
1. Kozhemyako V.P. Optical-electronic methods and tools for processing and analysis of biomedical images / Kozhemyako V.P., Pavlov S.V., Stanchuk K.I. // Monograph - Vinnytsia: UNIVERSUM-Vinnytsia , 2006. – 203 p.
2. Ilyasova, N.Yu. Analysis of the structure of the vascular system of the heart by the method of tracing images of projections / N.Yu. Ilyasova, A.O. Korepanov, A.V. Kupriyanov, V.G. Baranov, A.G. Khramov // Computer optics. - 2002. - No. 23. - P. 53-57.
Lowell, J. Measurement of retinal vessel widths from fundus images based on 2-D Modeling / J. Lowell, A. Hunter, D. Steel, A. Basu, R. Ryder, R.L. Kennedy // IEEE Trans Med Imag¬ing. - 2004. - Vol 3(10). - P. 1196-1204.
Foracchia, M. Extraction and quantitative description of vessel features in hypertensive reti¬nopathy fundus images / M. Foracchia // Book Abstracts / 2nd International Workshop on Computer Assisted Fundus Image Analysis. - 2001. - P. 6.
Y. Y. Bilinskyi Subpixel measurement of geometric parameters of segmental image elements / Y. Y. Bilinskyi // Quality control methods and devices. – 2007. – Issue 19. – pp. 35–39.
Fraz, M.M. Blood vessel segmentation methodologies in retinal images / M.M. Fraz, P. Re- magnino, A. Hoppe, B. Uyyanonvara, A.R. Rudnicka, C.G. Owen, S.A. Barman // Computer Methods Programs Biomed. - 2012. - Vol. 108(1). - P. 407-433.
Staal, J.J. Ridge based vessel segmentation in color images of the retina / J.J. Staal, M.D. Abramoff, M. Niemeijer, M.A. Viergever, and B. van Ginneken // IEEE Transactions on Medical Imaging. - 2004. - Vol. 23(4). - P. 501-509.
Gelman, R. Diagnosis of Plus Disease in Retinopathy of Prematurity Using Retinal Image mul¬tiScale Analysis / R. Gelman, M.E. Martinez-Perez, D.K. Vanderveen, A. Moskowitz, A.B. Ful¬ton // Investigative Ophthalmology and Visual Science. - 2005. - Vol. 46(12). - P. 4734-4738.
Staal, J.J. Ridge based vessel segmentation in color images of the retina / J.J. Staal, M.D. Abramoff, M. Niemeijer, M.A. Viergever, and B. van Ginneken // IEEE Transactions on Medical Imaging. - 2004. - Vol. 23(4). - P. 501-509.
Gelman, R. Diagnosis of Plus Disease in Retinopathy of Prematurity Using Retinal Image mul¬tiScale Analysis / R. Gelman, M.E. Martinez-Perez, D.K. Vanderveen, A. Moskowitz, A.B. Ful¬ton // Investigative Ophthalmology and Visual Science. - 2005. - Vol. 46(12). - P. 4734-4738.
Hoover, A. Locating the optic nerve in a retinal image using the fuzzy convergence of the blood vessels / A. Hoover, M. Goldbaum // IEEE Trans Med Imaging. - 2003. - Vol. 22. - P. 951-958.
Yu. Rashkevich. Using the theory of fuzzy sets on a set of images centered within a pixel to solve the problem of increasing the resolution / Yu. Rashkevich, D. Peleshko, A. Kovalchuk, N. Kustra // Technical news. – 2006. – No. 3(24). - P. 85-88.
Valentina Vassilenko, Anna Poplavska, Sergiy Pavlov, and etc. "Automated features analysis of patients with spinal diseases using medical thermal images", Proc. SPIE 11456, Optical Fibers and Their Applications 2020, 114560L (12 June 2020); https://doi.org/10.1117/12.2569780/
Leonid I. Timchenko, Natalia I. Kokriatskaia, Sergii V. Pavlov, and etc. "Method of indicators forecasting of biomedical images using a parallel-hierarchical network", Proc. SPIE 11176, Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments 2019, 111762Q (6 November 2019);https://doi.org/10.1117/12.2536808.
Wójcik, W., Pavlov, S., Kalimoldayev, M. (2019). Information Technology in Medical Diagnostics II. London: Taylor & Francis Group, CRC Press, Balkema book. – 336 Pages, https://doi.org/10.1201/ 9780429057618. eBook ISBN 9780429057618.
Pavlov Sergii, Avrunin Oleg, Hrushko Oleksandr, and etc. System of three-dimensional human face images formation for plastic and reconstructive medicine // Teaching and subjects on bio-medical engineering Approaches and experiences from the BIOART-project Peter Arras and David Luengo (Eds.), 2021, Corresponding authors, Peter Arras and David Luengo. Printed by Acco cv, Leuven (Belgium). - 22 P. ISBN: 978-94-641-4245-7.
Intellectual technologies in medical diagnosis, treatment and rehabilitation: monograph / [S. In Pavlova, O.G. Avrunina, S.M. Zlepka, E.V. Bodyanskyi, etc.]; edited by S. Pavlov, O. Avrunin. - Vinnytsia: PP "TD "Edelweiss and K", 2019. -260 p.
Downloads
-
PDF (Українська)
Downloads: 189
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).