ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 Анализ способов дифференциации патологий на растровых
изображениях рентгенограмм
1.1 Обзор существующих методов лучевой диагностики
1.2 Ручной метод оценки изображения
1.3 Автоматизированное распознавание изображений
1.4 Формализация требований и постановка задач к разрабатываемому
программному обеспечению
Глава 2 Разработка алгоритма дифференциации патологий на растровых
изображениях рентгенограмм
2.1 Разработка общего алгоритма приложения
2.2 Алгоритм выделения признаков
2.3 Анализ и сравнение методов машинного обучения
2.4 Машина опорных векторов
2.5 Выделение границ легочного рисунка на изображении
Глава 3 Практическая реализация алгоритма
3.1 Оценка работы классификатора
3.2 Программная реализация алгоритма
3.3 Программная реализация выделения легких
3.4 Тестирование
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Стремительное развитие новых технологий и инструментальных средств
диагностической визуализации обусловлено современными потребностями
человечества в появлении новых систем и методов, расширяющих возможности
клинического мониторинга и улучшающих качество жизни людей.
Значительное повышение технического уровня развития современных не
инвазивных диагностических систем за счет совершенствования аппаратной
реализации и технологий производства делает системы диагностической
визуализации незаменимыми в повседневной клинической практике. При этом
наряду с прогрессом развития инструментальных средств, весьма
существенную роль в настоящее время начинают играть компьютерные методы
обработки графической информации. Современные методики компьютерной
обработки медицинских изображений обеспечивают большие возможности при
работе с ними. Это актуализирует проблемы автоматизации медицинские
исследования, связанные с обнаружением заболеваний легких. Существует
множество болезней, которые можно обнаружить в легких, и почти для всех из
них, основным средством диагностики является флюорографический снимок. В
основном для определения такой страшной болезни как туберкулеза [2]. Идея
данной работы состоит в том, что бы с помощью использования методов
машинного обучения, разработать алгоритм отбора патологии при массовых
рентгеновских профилактических обследованиях в условиях всеобщей
диспансеризации.
Цель выпускной квалификационной работы: разработать приложение для
классификации входных изображений на два класса норма или патология.
Объект выпускной квалификационной работы: изучение методов
разработки программного обеспечения с использованием языка
программирования Matlab.
Предмет исследования выпускной квалификационной работы: изучение
методов разработки программного обеспечения для разработки приложениеклассификации входных изображений на два класса норма или патология.
Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, ставится
цель и определяется примерный план действий для реализации задуманного.
В первой главе описываются существующие методы лучевой
диагностики, выделяются их плюсы и минусы. Описывается ручной анализ
рентгенографических снимков, и приводятся основные понятия и термины.
Описывается способ автоматизации анализа снимков.
Во второй главе описывается процесс разработки алгоритма для
автоматизации анализа рентгенографических снимков.
В третье главе показывается реализация алгоритма, тестирование и
оценка работы классификатора.
В заключении подводятся итоги исследования, формируются
окончательные выводы по рассматриваемой теме.
Целью выпускной квалификационной работы являлась разработка
приложения для классификации входных изображений. Создание данного
приложения позволяет классифицировать изображения на два класса: норма
или патология. На основе анализа состояния вопроса установлено, что
автоматизация анализа рентгенографических снимков возможна за счет
применения в них алгоритмов машинного обучения.
Были рассмотрены теоритические аспекты и математические методы
выделения особых признаков на изображении. Проведено сравнение методов
машинного обучения и выбор наиболее подходящего для нашей задачи, в
нашем случае таким методом оказался метод опорных векторов. Произведена
оценка работы классификатора.
Был разработан алгоритм для выделения легких на рентгенографических
снимках, с помощью морфологических операций над изображением.
Была проведена апробация на реальной задаче, которая показала, что
использование такого подхода эффективно, и оно позволит ускорить работу
медицинского персонала.
Дальнейшее направление исследования будет направлено на
совершенствование достигнутого результата, то есть на повышение точности
классификации изображений по двум классам: норма и патология.
Научная и методическая литература
1. Алексеев Е.Р., Чеснокова О.В. MATLAB 7. Самоучитель.
Издательство: «НТ Пресс», 2006 г. – 464 стр.
2. Браженко Н.А. Туберкулез органов дыхания. Издательство:
СпецЛит, 2012 г. – 368 стр.
3. Васильев, В. В. Практикум по информатике: учеб. пособие / В. В.
Васильев, Н. В. Сороколетова. – Гриф УМО. – М.: ФОРУМ, 2009. – 335 с
4. Иглин С.П. Теория вероятностей и математическая статистика на
базе MATLAB: Издательство НТУ "ХПИ", 2006 г.– 612 с.
5. Зимина В.Н., Кошечкин В.А., Кравченко А.В. Туберкулез и
ВИЧ-инфекция у взрослых. Руководство. Издательство: ГЭОТАР-Медиа,
2014 г. – 224 стр.
6. Курбатова Е.А. MATLAB 7. Самоучитель. Издательство:
Вильямс, 2005 г. – 256 стр.
7. Нгуен Т.Т. Алгоритмическое и программное обеспечение для
распознавания фигур с помощью Фурье-дескрипторов и нейронной сети //
Известия Томского Политехнического Университета. – Томск: Из-во ТПУ,
2010 г. – 22-125 стр.
8. Татур, Ю.Г. Высшее образование: методология и опыт
проектирования : учеб. пособие / Ю. Г. Татур. – Гриф УМО. – М.: Логос,
2006. – 252 с.
9. Труфанов Г.Е. Лучевая диагностика. Учебник. Издательство:
ГЭОТАР-Медиа, 2011 г. – 416 стр.
10. Р. Гонсалес, Р. Вудс, С. Эддинс. Цифровая обработка
изображений в среде MATLAB. Москва: Техносфера, 2006 г. – 616 стр.
11. Хофер Матиас. Компьютерная томография. Базовое руководство.
Издательство: Медицинская литература, 2011 г. – 232 с.Электронные ресурсы
12. Машинное обучение. Классификация [Электронный ресурс]. –
Электрон. дан. – [2017]. – Режим доступа: http://www.machinelearning.ru/
13. Авшаров Е. М., Абгарян М. Г., Сафарянц С. А. Обработка
медицинских изображений, как необходимый инструментарий
медицинского диагностического процесса [Электронный ресурс]. –
Электрон, дан. – [2017]. – Режим доступа: www.course-
as.ru/download/pdf/Processing_of_medical_images.pdf.
14. MathWorks. MATLAB [Электронный ресурс]. – Электрон. дан. –
[2017]. – Режим доступа : http://matlab.ru/products/matlab.
15. Медицинская энциклопедия. Флюорография [Электронный
ресурс]. – Электрон. дан. – [2017]. – Режим доступа : http://www.medical-
enc.ru/20/fluorography.shtml...