Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: CXXXIII Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 15 января 2024 г.)

Наука: Информационные технологии

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Непомнящий В.Д. АНАЛИЗ ПЛОЩАДИ ПАТАЛОГИЙ НА СРЕЗАХ ОПТИЧЕСКОЙ КОГЕРЕНТНОЙ ТОМОГРАФИИ СЕТЧАТКИ ГЛАЗА // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. CXXXIII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 1(131). URL: https://sibac.info/archive/technic/1(131).pdf (дата обращения: 01.11.2024)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

АНАЛИЗ ПЛОЩАДИ ПАТАЛОГИЙ НА СРЕЗАХ ОПТИЧЕСКОЙ КОГЕРЕНТНОЙ ТОМОГРАФИИ СЕТЧАТКИ ГЛАЗА

Непомнящий Вадим Дмитриевич

студент, кафедра инноватики и интегрированных систем качества, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения,

РФ, г. Санкт-Петербург

ANALYSIS OF THE AREA OF PATHOLOGIES ON SLICES OF OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY OF THE RETINA

 

Vadim Nepomnyaschii

Student, Department innovation and integrated quality systems, Saint-Petersburg State University of Aerospace Instrumentation,

Russia, Saint-Petersburg

 

АННОТАЦИЯ

Существующие методы обработки оптической когерентной томографии сетчатки глаза позволяют врача работать только с последовательностью двухмерных изображений, поэтому мы будем определять проекцию, в которой патологии имеют наибольшую площадь.

ABSTRACT

Existing methods of processing optical coherence tomography of the retina allow the doctor to work only with a sequence of two-dimensional images, therefore we will determine the projection in which pathologies have the largest area.

 

Ключевые слова: оптическая когерентная томография; искусственный интеллект; инновационные методы; патологии сетчатки глаза, площадь патологий в разных проекциях.

Keywords: optical coherence tomography; artificial intelligence; innovative methods; retinal pathology, the area of pathologies in different projections.

 

Оптическая когерентная томография (ОКТ) - это метод неинвазивного исследования тонких слоёв кожи, слизистых оболочек, глазных и зубных тканей человека [1].

Основной принцип действия ОКТ аналогичен ультразвуковому исследованию, но вместо акустических волн используется оптическое излучение ближнего инфракрасного диапазона (~1 мкм). Таким образом, методика ОКТ позволяет получать изображения внутренней структуры изучаемого объекта с высоким разрешением [1].

Применение ОКТ в офтальмологии позволило получить важную информацию относительно строения сетчатки глаза и её патологических изменениях. Например, ОКТ используется для диагностики глазных заболеваний, таких как глаукома, дегенерация сетчатки, макулярная дистрофия и другие [2].

Кроме того, ОКТ используется для контроля эффективности проводимого лечения. С помощью данного метода врач может оценить изменения в структуре глаза после применения определенной терапии. Это позволяет контролировать прогресс заболевания и корректировать лечебные мероприятия при необходимости [2].

ОКТ также используется для планирования хирургических вмешательств. Он предоставляет подробную информацию о состоянии глаза и его структур, что позволяет врачу более точно определить необходимость и методы хирургического вмешательства.

В общем, ОКТ - это мощный инструмент для диагностики и лечения различных заболеваний глаза. Благодаря этому методу, врачи могут рано выявлять патологии, контролировать эффективность лечения, планировать хирург.

Так как сканы являются трехмерными изображениями, а специалисты вынуждены работать с двумерными срезами был проведен анализ оптимальной плоскости, в которой патологии являются более заметными. У каждого пациента были выделены следующий параметры:

  • диаметр каждой патологии;
  • площадь, которую занимает данная патология;
  • глубина расположения патологии.

Все параметры выделены в трех проекциях vertical, horizontal, top.

На рисунке 6 рассмотрим плоскости, о которых мы говорили. В данном случае оранжевая плоскость является top срезами, зеленая vertical срезами, синяя horizontal срезами.

 

Рисунок 1. Плоскости трехмерного изображения

 

В нашем распоряжении есть сканы ОКТ и файлы аннотаций на которых специалисты отметили зоны патологий, проанализируем срез скана и маску, полученную в ходе чтения файла аннотации. Которые были взяты из [3]

В наших файлах аннотаций присутствует три вида патологий.

  • отслойка нейроэпителия сетчатки (НЭС)
  • альтерация пигментного эпителия сетчатки (ПЭС)
  • зона просачивания

Все эти патологии присущи одному и тому же заболеванию центральная серозная хориоретинопатия. Это заболевания заднего сегмента глаза характеризующееся локальной потерей барьерных функций пигментным эпителием сетчатки (ПЭС) на фоне гиперперфузии сосудистой оболочки с последующим накоплением жидкого экссудата под сетчаткой. Ранее диагностика и лечение данного заболевания были затруднительны, но благодаря ОКТ все сильно изменилось [3].

Рассмотрим то как выглядит каждая из представленных патологий.

 

Рисунок 2. Пример патологий [3]

 

На рисунке 6 (a) мы можем увидеть две патологии. Звездочкой обозначена зона отслойки НЭС а стрелками точки просачивания. На рисунке 6 (б) мы также видим отслойку НЭС, но стрелки уже указывают на альтерации ПЭС [12]

Сравним параметры площади всех патологий в каждой из проекций.

Для расчета площади патологий воспользуемся языком Python и библиотекой openCv. Рассчитывать площадь будем на основе контуров наших патологий с помощью функции boundingRect(). Она позволит нам получить ограничивающий прямоугольник вокруг объекта. Затем мы сможете вычислить площадь этого прямоугольника, умножив его ширину на высоту. Таким образом мы получаем следующие результаты:

В проекции top площадь патологии для отслойки НЭС находится в пределах от 0.01 до 0.19, для точек просачивания от 0.073 до 0.22, для альтерации ПЭС от 0.00058 до 0.038.

В проекции vertical площадь патологии для отслойки НЭС находятся в пределах от 0.0027 до 0.012, для точек просачивания в переделах от 0.00077 до 0.047, для альтерации ПЭС в пределах от 0.0005 до 0.0023.

 В проекции horizontal площадь патологии для отслойки НЭС находятся в пределах от 0.0043 до 0.014, для точек просачивания в переделах от 0.0014 до 0.054, для альтерации ПЭС в пределах от 0.00092 до 0.0048.

Усредним эти значения чтобы понять с какой из проекции нам будет работать проще. Результаты можно увидеть в таблице 1.

Таблица 1.

Площади патологий в разных проекциях

№ п/п

Название патологии

Проекции

Площадь

1

Отслойка НЭС

top

0,105

vertical

0,007

horizontal

0,009

2

Точки просачивания

top

0,151

vertical

0,024

horizontal

0,028

3

Альтерации ПЭС

top

0,002

vertical

0,001

horizontal

0,003

 

Получаем что в плоскости top нам будет легче всего выделить патологии, так как относительно других проекций в ней все патологии имеют большую площадь.

 

Список литературы:

  1. Оптическая когерентная томография глаза [Электронный ресурс] URL: https://lasik.ru/services/diagnostika/opticheskaya-kogerentnaya-tomografiya- glaza/ (Дата обращения: 10.12.2023)
  2. Окт: Оптическая когерентная томография в медицине [Электронный ресурс] URL: https://alfacasting.ru/faq/okt-opticeskaya-kogerentnaya-tomografiya-v-medicine (Дата обращения: 13.12.2023)
  3. Малахова Е.Ю., Мальцев Д.С., Куликов А.Н., Казак А.А. Оптический журнал том 86. Аннотированный анализ данных трехмерной оптической когерентной томографии сетчатки для создания интеллектуальной базы данных. – 2019 – P. 60-64.
Удалить статью(вывести сообщение вместо статьи): 
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.