WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаРізне → Підвищення візуальної інформативності термограм у оптоелектронних системах тепловізійної медичної діагностики (автореферат) - Реферат

Підвищення візуальної інформативності термограм у оптоелектронних системах тепловізійної медичної діагностики (автореферат) - Реферат

- встановлено характерні структури термограм для ряду клінічних випадків при онкологічних захворюваннях (згідно класифікації МКХ 10: клас ІІ, групи - С16 20, С21.8, С22 26 (органи травлення), С54 57 (жіночі статеві органи), С64, С67.9, С68.9 (сечові органи), С48.0, С48.2, С48.8, С49.0, С49.1, С49.4 (м'які тканини), С50 (молочні залози)), що дозволяє розширити нозологічний діапазон застосування тепловізійної діагностики та надає лікарям-онкологам нові відомості для виявлення патологій.

Практичне значення одержаних результатів:

- розроблено алгоритм поліпшення візуальної якості та діагностичної інформативності медичних термограм, який дозволяє виявити певні особливості структури зображень, візуалізованих інфрачервоною оптоелектронною системою, у кожному конкретному клінічному випадку;

- розроблено методику цифрової обробки медичних термограм на основі властивостей фракталів і вейвлетів та визначено параметри фрактального кодування й вейвлет-перетворення, які забезпечують найліпшу якість оброблених зображень;

- визначено шляхи відновлення дефокусованих та змазаних візуалізованих теплових медичних зображень, що дає можливість не втрачати інформацію, яка міститься в розмитих термограмах, і не витрачати час на повторне термографічне обстеження хворого;

- запропоновано схему обробки й дослідження теплових знімків онкологічних хворих, яка дозволяє підвищити ефективність тепловізійної медичної діагностики, що підтверджено практичним використанням у Київській міській онкологічній лікарні.

Особистий внесок здобувача полягає в проведенні теоретичних та експериментальних досліджень, а також аналізі й інтерпретації отриманих результатів. Самостійно визначені та розроблені основні положення, які винесені на захист: шляхи відновлення дефокусованих та змазаних результатів роботи оптоелектронних систем при тепловізійній медичній діагностиці методами деконволюції [6]; алгоритми поліпшення візуальної якості низькоконтрастних і зашумлених напівтонових термограм (з урахуванням особливостей зорового сприйняття інформації) [4, 5] та розширення діагностичних можливостей інфрачервоної візуалізації через представлення попередньо оброблених напівтонових термограм у хроматичних псевдокольорах [7, 15]; параметри вейвлет-обробки [8, 9, 17] та фрактального кодування [9, 18] візуалізованих теплових медичних зображень; характерні структури теплових знімків онкологічних хворих при різних нозологічних формах захворювань [2, 3, 13, 14, 16]; схеми обробки та дослідження медичних термограм, а також їх практичне використання в тепловізійній діагностиці онкологічних захворювань, що дає можливість підвищити діагностичну цінність результатів термографічного обстеження.

Здобувачем також здійснено абераційний та енергетичний аналіз оптичного тракту тепловізора [10], з урахуванням особливостей розробки інфрачервоних оптоелектронних систем [12], і запропоновано алгоритми обробки візуалізованих теплових медичних зображень [4-6, 8, 9, 17, 18] на оcнові традиційних методів іконіки та із застосуванням фрактального кодування й вейвлет-технологій; встановлено фактори, які визначають величину та спектральний розподіл світлового потоку, що надходить у око, в залежності від поєднання кольорів у полі зору людини [1, 11], досліджено особливості зорового сприйняття термограм, візуалізованих оптоелектронною системою в ахроматичних та хроматичних псевдокольорах [15], запропонована методика цифрової обробки теплових зображень, що дозволяє скоротити кількість кольорів візуалізації [7]. Автор брала безпосередню участь у клінічних випробуваннях тепловізійного пристрою [13] та дослідженні перспектив практичного застосування інфрачервоних оптоелектронних систем у медицині [2], зокрема, при використанні дистанційної термографії в комплексній діагностиці онкологічних захворювань молочних залоз [16]. Здобувачем розроблені макети форм представлення термограм, термопрофілів та супровідної медичної інформації й створено базу даних на основі результатів інфрачервоної візуалізації в онкології [3, 14]. Наукові праці [2-9, 11-18] були написані здобувачем власноручно, автор також брала активну участь у обробці та узагальненні отриманих результатів при написанні та підготовці до опублікування наукових праць [1, 10].

Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи було оприлюднено на Науково-практичній конференції "Асиметрія мозку у нормі та патології", м. Київ, 1997 р.; Міжнародній науково-технічній конференції молодих учених "Optoelectronic Information-Energy Technologies", м. Вінниця, 2001 р.; Міжнародній науково-практичній конференції "Інформаційні технології в охороні здоров'я та практичній медицині", м. Київ, 2001 р.; ІІ Міжнародній конференції молодих учених та спеціалістів "Оптика 2001", м. Санкт-Петербург (Росія), 2001 р.; IV Міжнародній науково-практичній конференції "Современные информационные и электронные технологии", м. Одеса, 2003 р.; Міжнародній науково-практичній конференції "Spectroscopy in Special Application", м. Київ, 2003 р.; II та III науково-технічних конференціях "Приладобудування: стан та перспективи", м. Київ, 2003-2004 рр.; III з'їзді онкологів та радіологів країн СНД, м. Мінськ (Білорусь), 2004 р.; XXIV Міжнародній науково-технічній конференції "Проблемы электроники", м. Київ, 2004 р.; V Міжнародній конференції молодих учених "Problems of Optics and High Technology Material Science", м. Київ, 2004 р. та SPIE International Congress on "Optics and Optoelectronics", Warsaw (Poland), 2005 р.

Публікації. За темою дисертації опубліковано 18 робіт, у тому числі - 11 статей у наукових фахових виданнях і 7 тез доповідей у збірниках за матеріалами конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з переліку умовних скорочень, вступу, чотирьох розділів основного змісту (огляду літератури та трьох розділів оригінальних досліджень), висновків, списку використаних джерел та додатків. Загальний обсяг роботи - 169 сторінок, із них 125 сторінок основного тексту, 136 рис. і 11 табл., у тому числі 123 рис. на 46 окремих аркушах і 2 табл. на 2 окремих аркушах, список використаних джерел з 161 найменування на 16 стор., 8 додатків на 28 стор.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі викладено актуальність теми, обгрунтовано необхідність проведення дослідження за обраним напрямом, наведено загальну характеристику дисертації, відмічено наукову новизну та практичну цінність роботи.

Перший розділ містить аналіз літературних джерел за темою дисертаційного дослідження щодо загальних вимог до інфрачервоних оптоелектронних систем медичного призначення, можливостей дистанційної медичної термографії та існуючих методів цифрової обробки візуалізованих теплових медичних зображень.

За головний напрямок дослідження взято підвищення візуальної інформативності медичних термограм. На сьогодні існує багато підходів до розширення діагностичних можливостей інфрачервоної візуалізації, кожен з яких має свої переваги та недоліки. У результаті проведеного огляду літератури визначені такі основні напрямки обробки теплових знімків онкологічних хворих: відновлення розмитих зображень, які сформовані оптоелектронною тепловізійною системою, методами деконволюції; використання традиційних методів іконіки для підвищення контрастності, зменшення зашумлення й підсилення контурів напівтонових термограм; інфрачервона візуалізація у хроматичних псевдокольорах; застосування фрактальних та вейвлет-перетворень до компресії та поліпшення візуальної інформативності результату роботи інфрачервоної оптоелектронної системи медичного призначення.

У другому розділі подано фізико-математичну модель інфрачервоної оптоелектронної системи та загальну математичну модель візуалізованого теплового зображення, розглянуто особливості формування і візуалізації термограм, розраховано NETD та інформаційний потенціал тепловізорів з одноелементним та багатоелементним приймачами випромінювання, наведено результати досліджень застосування тепловізійної оптоелектронної системи в онкології при комплексній діагностиці захворювань та післяопераційному моніторінгу хворих. Дослідження проведені із використанням тепловізійного пристрою, розробленого в рамках НДР за темою: "Розробка та виготовлення дослідних зразків вітчизняного інфрачервоного маммографа для діагностики пухлин" і виготовленого у м. Харків (Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України). До складу даної оптоелектронної тепловізійної системи входять:

  1. відеомодуль - забезпечує прийом сигналу від досліджуваного об'єкта (людини) та перетворення прийнятого випромінювання у відповідний електричний сигнал;

  2. пристрій керування та обробки інформації (персональний комп'ютер типу "Notebook").

Loading...

 
 

Цікаве