Исследователи из Самарского университета создали надежный и эффективный алгоритм цифровой обработки изображений, направленный на улучшение видимости вен. По словам ученых, данное решение поможет медицинским специалистам точнее выполнять пункцию вен, что особенно важно в случаях, когда сосуды с трудом заметны невооруженным глазом.
Публикация с результатами исследования появилась в журнале Journal of Biomedical Photonics & Engineering. Современные методы лабораторной диагностики часто требуют введения иглы в вену пациента.
Однако видеть венозные сосуды не всегда просто, что вызывает трудности у врачей при выполнении процедур, таких как взятие крови. Для преодоления этих сложностей ученые активно работают над внедрением различных оптических технологий, включая визуализацию вен в ближнем инфракрасном диапазоне, похожую на технологии ночного видения камер наблюдения.
Тем не менее, такие методы имеют свои ограничения: глубина проникновения ограничена, а контраст изображения зачастую низок. Кроме того, используемые цифровые алгоритмы обработки изображений демонстрируют недостаточную стабильность и производительность.
В Самарском университете предложили инновационный алгоритм цифровой обработки, который значительно улучшает отображение вен на изображениях. Он базируется на операциях с дискретным преобразованием Фурье — технологией, применяемой в обработке цифровых сигналов, например при сжатии аудио в формате MP3 или изображений в формате JPEG, рассказал аспирант кафедры лазерных и биотехнических систем Никита Ремизов.
«Применение обработки в пространстве Фурье позволяет надежно усиливать участки с резкими изменениями интенсивности между соседними пикселями. В высокочастотной области двумерного спектра находятся резкие переходы на изображении, которые алгоритм эффективно выделяет.
Используя быстрое преобразование Фурье, мы можем применять относительно недорогие вычислительные модули и производить обработку изображений в режиме реального времени», — объяснил он. По мнению авторов разработки, новый алгоритм превосходит существующие решения по качеству отделения пикселей вен от окружающих тканей.
«Созданный алгоритм является одной из ступеней в разработке отечественного устройства для визуализации вен. Этот прибор планируется производить доступным способом, включая нынешние сложности с поставками из-за санкций, при этом он должен быть удобен и эффективен для врачей, особенно при работе с пациентами с высоким индексом массы тела и другими факторами, осложняющими венепункцию», — отметил Ремизов.
В настоящее время ученые сосредоточены на оптимизации оптической части будущего устройства. Совместно с алгоритмической обработкой это позволит достичь визуализации вен в тех случаях, где другие способы оказываются недостаточно эффективными, например при выраженной пигментации кожи.