Analysis of methods and systems for recognition of ear pathologies on otoscopic images
DOI:
https://doi.org/10.31649/1681-7893-2025-49-1-227-234Keywords:
image recognition, deep learning, object localization, feature extraction, bounding boxes, otoscope, real-time detection, algorithm, filtering, disease, ear, YOLO, OCTO, augmented realityAbstract
An analysis of methods and tools for the analysis and classification of ear pathologies was conducted, identifying their application features, advantages, and disadvantages. As a result of this work, ways to improve ear pathology recognition systems were determined. For this study, the free software package Image Composite Editor (ICE) 2.0 (Microsoft) was used to generate seamless composite images. The combination of different methods and algorithms for image processing and classification significantly increases the reliability of the results obtained. Further studies to improve the accuracy of disease diagnosis can be aimed at combining different image processing algorithms and machine learning algorithms.
References
Bassiouni, M., D. G. Ahmed, S. I. Zabaneh, S. Dommerich, H. Olze, P. Arens, and K. Stölzel. Endoscopic ear examination improves self-reported confidence in ear examination skills among undergraduate medical students compared with handheld otoscopy. GMS J. Med. Educ. 39(1):doc 3, 2022.
Sicora, M. V. Gluboki neyronny mereshi v kompyternomy zori. Lviv : Vydavnitstvo Lvivskoi politehniku, 2021. 356 s. ISBN 978-966-941-234-5.
Zheng T., Sha J., Deng Q., Geng S., Xiao S., Yang W., Byrne C., Targher G., Li Y., Wang X., Wu D., Zheng M. Object detection: A novel AI technology for the diagnosis of hepatocyte ballooning. Liver international : official journal of the International Association for the Study of the Liver. 2023. №44. DOI:10.1111/liv.15799.
Huang R., Lin R., Dong A., Wang Z. Few-Shot Object Detection Based on Adaptive Attention Mechanism and Large-Margin Softmax. AATCC J Res, 2022. DOI:10.1177/24723444221136626.
Hussain R., Lalande A., Marroquin R., Girum K.B., Guigou C., Bozorg Grayeli A. Real-Time Augmented Reality for Ear Surgery.21st International Conference, Granada, Spain, September 16-20, 2018, Proceedings, Part IV. DOI:10.1007/978-3-030-00937-3_38.
Khan E., Khan A. Sumotosima: A Framework and Dataset for Classifying and Summarizing Otoscopic Images. arXiv:2408.06755. 2024.
Li Z., Dong M., Wen S., Hu X., Zhou P., Zeng Z. CLU-CNNs: Object detection for medical images.Neurocomputing, 2019, 350 p. DOI:10.1016/j.neucom.2019.04.028.
Lim L.A., Keleş H.Y. Learning Multi-Scale Features for Foreground Segmentation. Pattern Anal Appl. 2019. № 23.PP. 1369–1380. DOI:10.1007/s10044-019-00845-9.
Lin Z., Wang Y., Tang Z. Training-Free Open-Ended Object Detection and Segmentation via Attention as Prompts, 2024. DOI:10.48550/arXiv.2410.05963.
Ma S., Xu Y. FPDIoU Loss: A Loss Function for Efficient Bounding Box Regression of Rotated Object Detection, 2024. DOI:10.48550/arXiv.2405.09942.
Marroquin R., Lalande A., Hussain R., Guigou C., Grayeli A.B. Augmented reality of the middle ear combining otoendoscopy and temporal bone computed tomography. 2018.
Megawati M., Alwani N., Fitrianto A., Erfiani, Nugraha A. Agglomerative Nesting Cluster Analyst in Mapping District/City Health Facilities in West Java Province.Jurnal Matematika Statistika dan Komputasi, 2024.№ 20.PP. 484-496. DOI:10.20956/j.v20i3.32043.
Moberly A.C., Zhang M., Yu L., Gurcan M., Senaras C., Teknos T.N., Elmaraghy C.A., Taj-Schaal N., Essig G.F. Digital otoscopy versus microscopy: How correct and confident are ear experts in their diagnoses? 2018. № 24(7). 453-459PP. DOI:10.1177/1357633X17708531.
Mohammed K.K., Hassanien A.E., Afify H.M. Classification of Ear Imagery Database Using Bayesian Optimization Based on CNN-LSTM Architecture. J Digit Imaging. 2022. № 35.PP. 947–961. DOI:10.1007/s10278-022-00617-8.
Moshtaghi O., Sahyouni R., Haidar Y.M., Huang M., Moshtaghi A., Ghavami Y., et al. Smartphone-Enabled Otoscopy in Neurotology/Otology. 2017. № 156. 554-558.
Polk M.L., Lailach S., Kemper M., Bendas A., Zahnert T., Neudert M. Lernkurve der HNO-Spiegeluntersuchung: Zielgerichtete Lehrveranstaltungsplanung zu einer psychomotorischen Fertigkeit.
Raghu M., Zhang C., Kleinberg J., Bengio S. Transfusion: Understanding Transfer Learning for Medical Imaging. Advances in Neural Information Processing Systems. 2019. PP. 3347–3357.
Raina V., Molchanova N., Graziani M., Malinin A., Müller H., Bach Cuadra M., Gales M.J.F. Tackling Bias in the Dice Similarity Coefficient: Introducing nDSC for White Matter Lesion Segmentation, 2023. DOI:10.48550/arXiv.2302.05432.
Wójcik W., Pavlov S., Kalimoldayev M. Information Technology in Medical Diagnostics II. London: (2019). Taylor & Francis Group, CRC Press, Balkema book. – 336 Pages.
Highly linear Microelectronic Sensors Signal Converters Based on Push-Pull Amplifier Circuits / edited by Waldemar Wojcik and Sergii Pavlov, Monograph, (2022) NR 181, Lublin, Comitet Inzynierii Srodowiska PAN, 283 Pages. ISBN 978-83-63714-80-2
Pavlov Sergii, Avrunin Oleg, Hrushko Oleksandr, and etc. (2021). 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.), Corresponding authors, Peter Arras and David Luengo. Printed by Acco cv, Leuven (Belgium). - 22 P. ISBN: 978-94-641-4245-7.
Pavlov S.V., Avrunin O.G., etc. (2019). Intellectual technologies in medical diagnosis, treatment and rehabilitation: monograph / [S. In edited by S. Pavlov, O. Avrunin. - Vinnytsia: PP "TD "Edelweiss and K", 260 p. ISBN 978-617-7237-59-3.
Romanyuk, O., Zavalniuk, Y., Pavlov, S., etc. (2023). New surface reflectance model with the combination of two cubic functions usage, Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Srodowiska, , 13(3), pp. 101–10
Kukharchuk, Vasyl V., Sergii V. Pavlov, Volodymyr S. Holodiuk, Valery E. Kryvonosov, Krzysztof Skorupski, Assel Mussabekova, and Gaini Karnakova. (2022). "Information Conversion in Measuring Channels with Optoelectronic Sensors" Sensors 22, no. 1: 271. https://doi.org/10.3390/s22010271.
Vasyl V. Kukharchuk, Sergii V. Pavlov, Samoil Sh. Katsyv, and etc. (2021). Transient analysis in 1st order electrical circuits in violation of commutation laws”, Przegląd elektrotechniczny, ISSN 0033- 2097, R. 97 NR 9/2021, p. 26-29, doi:10.15199/48.2021.09.05.
Pavlov S.V, Petruk V.G., Kolesnik P.F. (2007). Photoplethysmohrafic technologies of the cardiovascular control: monography, Vinnitsa: Universum-Vinnitsa, 254 p
Downloads
-
pdf (Українська)
Downloads: 18
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).
