Development and Experimental Investigation of Mathematical Methods for Automating the Diagnostics and Analysis of Ophthalmological Images


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

The paper summarizes the joint work of specialists in the fields of image analysis and ophthalmology over the last few years. As a result of this work, new mathematical methods for automating image analysis that have important diagnostic value for ophthalmology have been developed: (1) identification of the lipid layer state in the intermarginal space of human eyelids; (2) analysis of the degree of cellular structure density (cellularity) in the corneal tissue of human eyes; (3) identification of the state of the retinal blood flow when analyzing fluorescent angiograms of the human fundus; and (4) morphometric analysis of the state of the epithelium posterius (endothelium) in the human eye cornea. As initial data, we used (respectively) (1) images of imprints of the eyelid intermarginal space on a millipore filter upon their osmium vapor staining; (2) micrographs of corneal tissue specimens obtained using a light microscope; (3) fluorescent angiograms of the human fundus; and (4) images of endothelial cells obtained noninvasively using a confocal microscope. The developed methods are designed to extract morphometric data from these images. For each problem, the following results were obtained: (1) expectations and variances of pixel intensities on the imprint along a drawn line and over a selected region, as well as plots that characterize pixel intensity and change in the thickness of the imprint along a drawn line; (2) expectations and variances for the intensities of the selected regions and intensity histograms; (3) extracted vessels and ischemia zones with their statistical descriptions; and (4) detected cells of hexagonal, pentagonal, and other shapes, as well as a set of characteristics associated with the size of the cells detected. The developed methods are based on the fundamental results of the mathematical theory of image analysis and on the joint use of image processing, mathematical morphology, and mathematical statistics techniques. The paper also describes software implementations of the developed methods, including an automated research workstation for ophthalmologists, and presents the results of their experimental testing.

Об авторах

I. Gurevich

Federal Research Center “Computer Sciences and Control” of the Russian Academy of Sciences

Автор, ответственный за переписку.
Email: igourevi@ccas.ru
Россия, Vavilov str. 44, Building 2, Moscow, 119333

V. Yashina

Federal Research Center “Computer Sciences and Control” of the Russian Academy of Sciences

Email: igourevi@ccas.ru
Россия, Vavilov str. 44, Building 2, Moscow, 119333

S. Ablameyko

Belarusian State University

Email: igourevi@ccas.ru
Белоруссия, pr. Nezavisimosti 4, Minsk, 220030

A. Nedzved

Belarusian State University; United Institute of Informatics Problems of the National Academy of Sciences of Belarus

Email: igourevi@ccas.ru
Белоруссия, pr. Nezavisimosti 4, Minsk, 220030; Surganova 6, Minsk, 220012

A. Ospanov

Faculty of Computational Mathematics and Cybernetics

Email: igourevi@ccas.ru
Россия, Lomonosovsky pr. 27/7, Moscow, 119192

A. Tleubaev

Faculty of Computational Mathematics and Cybernetics

Email: igourevi@ccas.ru
Россия, Lomonosovsky pr. 27/7, Moscow, 119192

A. Fedorov

Scientific Research Institute of Eye Diseases

Email: igourevi@ccas.ru
Россия, ul. Rossolimo 11А, Moscow, 119021

N. Fedoruk

Scientific Research Institute of Eye Diseases

Email: igourevi@ccas.ru
Россия, ul. Rossolimo 11А, Moscow, 119021

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2018

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».