Эффективный и надежный алгоритм цифровой обработки изображений, предназначенный для улучшения видимости вен, разработали исследователи из Самарского университета.
По замыслу ученых, новая разработка позволит врачам более точно вводить иглу в вену во время медицинских процедур, особенно в тех случаях, когда вены не видны невооруженным глазом. Результаты работы опубликованы в Journal of Biomedical Photonics & Engineering.
Современные методы медицинской диагностики обычно связаны с введением иглы в вену пациента. Однако иногда кровеносные сосуды не видны невооруженным глазом, что затрудняет выполнение этой процедуры медработниками, например, при заборе крови.
Чтобы преодолеть эту проблему, ученые активно исследуют различные оптические методы, включая визуализацию вен в ближнем инфракрасном диапазоне, что похоже на работу камер ночного видения. Однако подобные методы сталкиваются с рядом ограничений, таких как недостаточная глубина и низкий контраст изображения. Кроме того, цифровые алгоритмы обработки изображений, применяемые в этих методах, имеют свои недостатки: они обладают низкой стабильностью и производительностью.
Исследователи из Самарского университета создали эффективный и надежный алгоритм цифровой обработки изображений, который улучшает визуализацию вен. Он основан на эффективных операциях, связанных с дискретным преобразованием Фурье, которое используется в алгоритмах оцифровки сигналов, модификации которых применяются, например, в сжатии звука в MP3 или изображений в JPEG, рассказал аспирант кафедры лазерных и биотехнических систем Никита Ремизов.
«Обработка изображения в пространстве Фурье позволяет эффективно и достоверно усиливать на изображении участки с резкими изменениями интенсивности соседних пикселей. Участки, находящиеся в области высоких частот двумерного спектра, соответствуют резким переходам на изображении. С помощью так называемого быстрого преобразования Фурье мы можем использовать сравнительно недорогие вычислительные модули и обрабатывать изображения в реальном времени», — отметил он.
По мнению исследователей, алгоритм превосходит существующие методы в эффективности отделения пикселей, соответствующих венам, от пикселей, относящихся к окружающим тканям организма.
«Новый алгоритм стал одним из этапов разработки отечественного устройства для визуализации вен. Устройство должно быть доступным для производства, даже в условиях санкций, и быть эффективным и удобным для медиков при работе с пациентами с высоким индексом массы тела и другими факторами, затрудняющими венепункцию», — сообщил Ремизов.
На данный момент ученые занимаются оптимизацией оптической конфигурации будущего устройства. В сочетании с алгоритмической обработкой изображений, это позволит обеспечить визуализацию вен, недоступную другими методами, например, в случаях выраженной пигментации кожи.
Фото: hi-tech.mail.ru