Эффективный и надежный алгоритм цифровой обработки изображений для улучшения видимости вен создали исследователи Самарского университета. По замыслу ученых, разработка поможет медикам точнее вводить иглу в вену при медицинских процедурах, особенно в случаях, когда вены не видны невооруженным глазом. Результаты опубликованы в Journal of Biomedical Photonics & Engineering.
Современные методы медицинской лабораторной диагностики часто связаны с введением иглы в вену пациента. Однако иногда кровеносные сосуды не видны невооруженным глазом, и проведение этой медицинской манипуляции вызывает затруднения у медработников, например, могут возникать сложности при заборе крови.
Чтобы решить эту проблему, ученые сегодня активно развивают применение разных оптических методов, включая визуализацию вен в ближнем инфракрасном диапазоне (подобно камере наблюдения с ночным видением). Однако эти методы сталкиваются с рядом ограничений, таких как малая глубина и низкий контраст изображения. Кроме того, цифровые алгоритмы обработки изображений, используемые в этих методах, несовершенны, они обладают низкой стабильностью и производительностью.
Ученые Самарского университета разработали эффективный и надежный алгоритм цифровой обработки изображений для улучшения визуализации вен. Он основан на эффективных операциях на основе дискретного преобразования Фурье (операции, используемой в алгоритмах оцифровки сигналов, модификации которых применяются, например, в сжатии звука в MP3 или изображений в JPEG), сообщил аспирант кафедры лазерных и биотехнических систем Самарского университета 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 бюджетные вычислительные модули и обрабатывать изображения в реальном времени», — рассказал он.
По мнению исследователей, разработка превосходит существующие методы с точки зрения эффективности отделения пикселей, соответствующих венам, от пикселей, связанных с окружающими тканями организма.
«Новый алгоритм стал одним из этапов разработки отечественного прибора для визуализации вен. Прибор должен быть доступным в производстве, в том числе в условиях санкций, и быть эффективным и удобным для медиков при работе с пациентами с высоким индексом массы тела и прочими факторами, затрудняющими венепункцию», — сообщил Ремизов.
На сегодняшний день ученые занимаются оптимизацией оптической конфигурации будущего прибора. В сочетании с алгоритмической обработкой изображений, она позволит обеспечить визуализацию вен, недоступную с помощью других методов, например, в случаях выраженной пигментации кожи.
