МЕТОД ВЫДЕЛЕНИЯ КРОВЕНОСНЫХ СОСУДОВ НА ТРЕХЦВЕТНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЯХ БИОТКАНЕЙ

Разработана новая технология улучшения видимости кровеносных сосудов на изображениях тканей полых органов человека (пищеварительного тракта и дыхательной системы), использующая связь цветовых компонент изображения с рассеивающими свойствами ткани и содержанием в ней гемоглобина. Предложен статистический оператор преобразования трехцветного изображения ткани в параметрическую карту, объективно характеризующую концентрацию гемоглобина в ткани независимо от условий освещения и съемки. Приведен алгоритм получения параметров преобразования для съемочных систем с известными спектральными характеристиками. Синтезировано изображение многослойной многократно рассеивающей среды, моделирующей бронхиальную ткань, и на его основе оценена эффективность предложенного преобразования. Показано, что оно позволяет почти на два порядка повысить контраст сосудов и существенно улучшить четкость отображения их границ, практически полностью устранить влияние фона и неравномерной освещенности среды по сравнению с исходным изображением.

биологическая ткань, кровеносные сосуды, трехцветные изображения, многократное рассеяние, гемоглобиновый индекс, локальный диаметр сосуда, параметрические карты, biological tissue, blood vessels, three-colored images, multiple scattering, hemoglobin index, local vessel diameter, parametric maps

1. K. Yao, T. Oishi, T. Matsui, T. Yao, A. Iwashita. Gastrointest. Endоsc., 56, N 2 (2002) 279-284

2. Y. Ezoe, M. Muto, N. Uedo, H. Doyama, K. Yao, I. Oda, K. Kaneko, Y. Kawahara, C. Yokoi, Y. Sugiura, H. Ishikawa, Y. Takeuchi, Y. Kaneko, Y. Saito. Gastroenterology, 141, N 6 (2011) 2017-2025

3. О. А. Бунцева, З. В. Галкова, Р. В. Плахов, К. Ю. Эрендженова, Е. Д. Федоров, В. В. Мизгулин, Р. М. Кадушников. ЭиКГ, 110, № 10 (2014) 88-96

4. K. Kuznetsov, R. Lambert, J. F. Rey. Endoscopy, 38, N 1 (2006) 76-81

5. S. Tanaka, Y. Sano. Dig. Endosc., 23, Suppl. 1 (2011) 131-139

6. H. Osawa, H. Yamamoto. Dig. Endosc., 26, Suppl. 1 (2014) 105-115

7. S. V.Patwardhan. Reflectance Imaging and Analysis for Evaluating Tissue Pigmentation, patent US 2011/0206254 A1

8. I. Nishidate, T. Maeda, K. Niizeki, Y. Aizu. Sensors, 13, N 6 (2013) 7902-7915

9. R. Jolivot, Y. Benezeth, F. Marzani. Int. J. Biomed. Imag., 2013 (2013) ID 978289 (15 p.)

10. С. А. Лысенко, М. М. Кугейко. Измерит. техн., № 6 (2013) 67-72 [S. A. Lisenko, M. M. Kugeiko. Measur. Tech., 56, N 6 (2013) 721-729]

11. A. N. Bashkatov, E. A. Genina, V. V. Tuchin. J. Innovative Opt. Health Sci., 4, N 1 (2011) 9-38

12. J. Qu, C. MacAulay, S. Lam, B. Palcic. Appl. Opt., 33, N 31 (1994) 7397-7405

13. G. Zonios, L. T. Perelman, V. Backman, R. Manoharan, M. Fitzmaurice, J. Van Dam, M. S. Feld. Appl. Opt., 38, N 31 (1999) 6628-6637

14. P. R. Bargo, S. A. Prahl, T. T. Goodell, R. A. Sleven, G. Koval, G. Blair, S. L. Jacques. J. Biomed. Opt., 10, N 3 (2005) 034018-1-034018-15

15. H. J. Wei, D. Xing, J. J. Lu, H. M. Gu, G. Y. Wu, Y. Jin. World J. Gastroenterol., 11, N 16 (2005) 2413-2419

16. J. W. Spliethoff, D. J. Evers, H. M. Klomp, J. W. van Sandick, M. W. Wouters, R. Nachabe, G. W. Lucassen, B. H. W. Hendriks, J. Wesseling, T. J. M. Ruers. Lung Cancer, 80, N 2 (2013) 165-171

17. S. L. Jacques. Phys. Med. Biol., 58, N 11 (2013) R37-R61

18. С. А. Лысенко, М. М. Кугейко. Измерит. техн., N 11 (2013) 68-73

19. С. А. Лысенко. Квант. электрон., 43, N 8 (2013) 777-784

20. Y. Fawzy, S. Lam, H. Zeng. Biomed. Opt. Express, 6, N 8 (2015) 2980-2990

21. Principles and Practice of Interventional Pulmonology, Eds. A. Ernst, F. J. F. Herth, New York, Springer Science+Business Media (2013) 15-25

22. W. Y. Cho, J. Y. Jang, D. H. Lee. Clin. Endosc., 44, N 2 (2011) 65-75

23. Э. П. Зеге, А. П. Иванов, И. Л. Кацев. Перенос изображения в рассеивающей среде, Минск, Наука и техника (1985)

24. I. V. Meglinski, S. J. Matcher. Physiol. Measur., 23, N 4 (2002) 741-53

25. Y. Wang, Y. Gu, Z. Zuo, N. Huang. J. Biomed. Opt., 16, N 9 (2011) 098001-1-098001-8

26. M. Milanic, B. Majaron. J. Biomed. Opt., 16, N 12 (2011) 128002-1-128002-12

27. T. J. Pfefer, J. K. Barton, E. K. Chan, M. G. Ducros, B. S. Sorg, T. E. Milner, J. S. Nelson, A. J. Welch. EEE J. Selected Topics in Quantum Electron., 2, N 4 (1996) 934-942

28. http://www.gmp.ch/htmlarea/pdf/asahi_pdf/max302.pdf

29. http://www.unibrain.com/wp-content/uploads/2013/04/ICX285AQ.pdf

30. http://www.medical-enc.ru/m/2/bronhi-anatomiya-gistologiya.shtml

31. J. Qu, C. E. MacAulay, S. Lam, B. Palcic. Opt. Eng., 34, N 11 (1995) 3334-3343

32. M. Friebel, A. Roggan, G. Müller, M. Meinke. J. Biomed. Opt., 11, N 3 (2006) 34021-1-34021-10

33. М. Friebel, М. Meinke. Appl. Opt., 45, N 12 (2006) 2838-2848

34. А. Н. Башкатов, Д. М. Жестков, Э. А. Генина, В. В. Тучин. Опт. и спектр., 98, N 4 (2005) 695-703