Ян Синь – магистр по направлению "Радиотехника" (2020), аспирантка кафедры телевидения и видеотехники; обучающаяся в China Scholarship Council (CSC) Министерства образования Китая
ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022
Xin Yang, Master in Radio Engineering (2020), Postgraduate Student of the Department of Television and Video Equipment; Postgraduate student of Education Ministry China Scholarship Council (CSC)
5 F, Professor Popov St., St Petersburg 197002
Введение. В настоящее время видеоданные, полученные в узких спектральных диапазонах, активно применяют для повышения эффективности диагностики в различных областях медицины, в частности в лапароскопии. Традиционная лапароскопия использует изображения, полученные в белом свете. Изображения, полученные в видимом диапазоне, хорошо отображают цвет и текстурные особенности тканей. Одновременно с этим на изображениях видимого диапазона врачу трудно отличить область поражения от нормальной ткани вследствие их близости по цвету и текстуре. Существенное повышение эффективности определения пораженных участков обеспечивает использование флуоресцентных изображений, на которых области поражения визуально отличаются от остальных тканей. Основной проблемой при использовании мультиспектральных данных является необходимость одновременного предъявления врачу изображений, полученных в белом свете и свете флуоресценции. В работе предлагается метод синтеза изображения для предъявления врачу на основе данных, полученных в белом свете и свете флуоресценции. Отличительной особенностью метода является использование при синтезе изображения метрики CIEDE 2000, учитывающей свойства зрения человека.
Цель работы. Разработка метода визуализации мультиспектральных данных, обеспечивающего предъявление врачу изображения, включающего данные, полученные в белом свете, и выделенную цветом область пораженных тканей.
Материалы и методы. Предложенный метод состоит из следующих шагов: предобработка изображений, полученных в видимом диапазоне и свете флуоресценции; сегментация области поражения на флуоресцентных изображениях; формирование псевдоцветного изображения сегментированной области поражения; слияние псевдоцветного изображения и изображения, полученного в белом свете.
Результаты. Предложенный метод позволяет сформировать изображение, которое включает изображение области операции, полученное в белом свете и выделенную область поражения на основе флуоресцентной информации в ближнем инфракрасном диапазоне. При синтезе изображения учтены свойства зрения человека. Экспериментальное исследование метода было проведено на реальных лапароскопических изображениях. В экспериментах участвовали врачи-эндоскописты, которые являлись экспертами при проведении субъективной оценки предъявляемых изображений. Оценка предъявляемых изображений по методу парных сравнений показала, что большинство врачей предпочли изображение, синтезированное предложенным методом, одновременной визуализации изображений в белом свете и свете флуоресценции.
Заключение. Разработанный метод обеспечивает формирование изображения с повышенной диагностической ценностью.
Introduction. At present, video data acquired in narrow spectral bands are widely used to improve the efficiency of diagnostics in various medical fields, laparoscopy in particular. Conventional laparoscopy uses images obtained in the white light. Images obtained in the visible range suitably depict the color and textural features of tissues. However, it is difficult for a physician to use visible images for distinguishing between lesion areas and normal tissues, largely due to their proximity in color and texture. The efficiency of lesion detection can be improved using fluorescence images, which clearly differentiate lesion areas from normal tissues. However, the use multispectral data implies the need to present the images obtained both in the white and fluorescence light to the physician. In this paper, we propose an image composition method based on visible and fluorescence images, which facilitates their analysis by physicians. A distinctive feature of the method is the use of CIEDE 2000 metric for image fusion, which takes the properties of human vision into account.
Aim. Development of a method for multispectral data visualization, which provides a physician with an image that combines white light data and a color-highlighted area of lesions.
Materials and methods. The proposed method consists of the following steps: preprocessing of images obtained in visible and fluorescence light; segmentation of the lesion area in the fluorescence images; generation of a pseudo-color image of the segmented lesion area; and fusion of the pseudo-color image with the image obtained in the white light.
Results. The proposed method forms an image that includes an image of the operation area obtained in the white light and a separated lesion area based on fluorescence information in the near infrared range. The image composite takes the properties of human vision into account. An experimental study of the method was carried out on actual laparoscopic images, involving endoscopists who were experts in subjective evaluation of video images. The method of paired comparisons was used to evaluated the presented images. The majority of experts preferred the fused image formed by the proposed method to those visualized simultaneously in the white and fluorescence light.
Conclusion. The developed method ensures generation of images with an increased diagnostic value.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.