Исследователи из Самарского университета разработали надежный и эффективный цифровой алгоритм обработки изображений, призванный улучшить видимость вен. По замыслу авторов, их инновация поможет медицинским специалистам более точно вводить иглу в вену, особенно когда сосуды плохо видны невооруженным глазом.
Опубликованные в Journal of Biomedical Photonics & Engineering материалы подчёркивают, что современные методы лабораторной диагностики зачастую требуют прокола вен.
Тем не менее, в ряде случаев сосуды остаются невидимыми обычным взглядом, что усложняет манипуляции для врачей, например, во время забора крови. Чтобы справиться с этим, разработчики всё чаще обращаются к различным оптическим технологиям, в частности к визуализации вен в ближнем инфракрасном диапазоне, напоминающему камеры ночного видения.
Тем не менее, эти методы ограничены по глубине проникновения и контрастности изображения. Кроме того, существующие цифровые алгоритмы обработки подобных изображений часто характеризуются низкой стабильностью и производительностью.
Команда из Самарского университета создала инновационный алгоритм цифровой обработки, который позволяет значительно улучшить отображение вен. Его основа — эффективные операции, основанные на дискретном преобразовании Фурье (технология, применяемая для обработки цифровых сигналов, например, в MP3 и JPEG), как рассказал аспирант кафедры лазерных и биотехнических систем Никита Ремизов.
"Применение преобразования Фурье в изображении дает возможность надежно усиливать участки с резкими переходами яркости между соседними пикселями. В области высоких частот спектра находятся именно такие резкие изменения на изображении.
Используя быстрый алгоритм преобразования Фурье, можно задействовать сравнительно недорогие вычислительные ресурсы и проводить обработку в реальном времени", — пояснил он. По мнению ученых, их разработка более эффективно отделяет пиксели вен от пикселей окружающих тканей по сравнению с существующими методами.
"Данный алгоритм стал одним из ключевых компонентов отечественного устройства для визуализации вен. Этот прибор должен быть не только доступным для массового производства, учитывая санкционные ограничения, но и удобным в применении для медиков, работающих с пациентами, у которых наличие ожирения или другие факторы затрудняют венепункцию", — отметил Ремизов.
Сейчас специалисты продолжают совершенствовать оптическую схему будущего аппарата. Вместе с алгоритмической обработкой это позволит обеспечить визуализацию вен в ситуациях, где другие техники оказываются малоэффективными, например, при выраженной пигментации кожи.