Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2019, выпуск 5 » Статья стр. 670
<<<>>>
Экспериментально обучаемый метод фильтрации шумов рассеяния в сигналах оптической когерентной томографии*
DOI: 10.21883/OS.2019.05.47669.18-19
Переводная версия: 10.1134/S0030400X19050072
Российский научный фонд, 14-19-01083
Долганова И.Н.1,2, Черномырдин Н.В.2,3, Александрова П.В.2, Решетов И.В.4, Карасик В.Е.2, Зайцев К.И.2,3, Тучин В.В.5
1Институт физики твердого тела Российской академии наук, Черноголовка, Московская обл., Россия
2Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия
3Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
4Первый государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова, Москва, Россия
5Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия
Email: in.dolganova@gmail.com, valeriykarasik@gmail.com
Выставление онлайн: 19 апреля 2019 г.
PDF версия
Описан метод обучения алгоритма вейвлетной фильтрации изображений оптической когерентной томографии (ОКТ) с помощью экспериментальных измерений тестовых объектов, изготовленных на основе водных растворов монодисперсных наночастиц и содержащих микроскопические включения. Выбор параметров тестовых объектов (концентрации раствора, размера наночастиц, формы, размера и взаимного положения включений) позволяет моделировать различные условия работы ОКТ-системы и устанавливать критерии оценки эффективности метода и параметров фильтрации ОКТ-изображений. В настоящей работе оптимальный фильтр для примера тестового объекта выбирался среди комбинаций различных базисных функций пяти семейств вейвлетов, "мягкого" и "жесткого" методов пороговой фильтрации, четырех уровней декомпозиции сигнала, а также значений порога фильтрации в диапазоне 0.05-3.05. Взаимное положение микровключений использовалось в качестве критерия оценки эффективности фильтрации. В результате показано, что установленный с помощью предложенного метода вейвлетный фильтр позволяет эффективно подавить шумы рассеяния ОКТ-изображений и сохранить информацию о структуре исследуемого объекта. -19
  1. Huang D., Swanson E.A., Lin C.P., Schuman J.S., Stinson W.G., Chang W., Hee M.R., Flotte T., Gregory K., Puliafito C.A. // Science. 1991. V. 254. N 5035. P. 1178--1181 doi 10.1126/science.1957169
  2. Puliafito C.A., Hee M.R., Lin C.P., Reichel E., Schuman J.S., Duker J.S., Izatt J.A., Swanson E.A., Fujimoto J.G. // Ophthalmology. 1995. V. 102. N 2. P. 217--229. doi 10.1016/S0161-6420(95)31032-9
  3. Fujimoto J.G. // Nature Biotechnology. 2003. V. 21. N 11. P. 1361--1367. doi 10.1038/nbt892
  4. Aum J., Kim J., Jeong J. // Appl. Opt. 2015. V. 54. P. D43--D50. doi 10.1364/AO.54.000D43
  5. Lichtenegger A., Harper D.J., Augustin M., Eugui P., Muck M., Gesperger J., Hitzenberger C.K., Woehrer A., Baumann B. // Biomed. Opt. Expr. 2016. V. 8. N 9. P. 4007--4025. doi. 10.1364/BOE.8.004007
  6. Baran U., Wang R.K. // Neurophotonics. 2016. V. 3. N 1. P. 010902 doi 10.1117/1.NPh.3.1.010902
  7. Yashin K.S., Kiseleva E.B., Gubarkova E.V., Matveev L.A., Karabut M.M., Elagin V.V., Sirotkina M.A., Medyanik I.A., Kravets L.Ya., Gladkova N.D. // Proc. SPIE. 2017. V. 10050. P. 10050Z. doi 10.1117/12.2252286
  8. Yabushita H., Bouma B.E., Houser S.L., Aretz H.T., Jang I.-K., Schlendorf K.H., Kauffman C.R., Shishkov M., Kang D.-H., Halpern E.F., Tearney G.J. // Circulation. 2002. V. 106. N 13. P. 1640--1645. doi 10.1161/01.CIR.0000029927.92825.F6
  9. Winetraub Y., SoRelle E.D., Liba O., de la Zerda A. // Appl. Phys. Lett. 2016. V. 108. N 2. P. 023702. doi 10.1063/1.4939547
  10. Welzel J. // Skin Research Technology. 2001. V. 7. N 1. P. 1--9. doi 10.1034/j.1600-0846.2001.007001001.x
  11. Zarnescu L., Leung M.C., Abeyta M., Sudkamp H.M., Baer T.M., Behr B., Ellerbee A.K. // J. Biomedical Optics. 2015. V. 20. N 9. P. 096004. doi 10.1117/1.JBO.20.9.096004
  12. Kut C., Chaichana K.L., Xi J., Raza S.M., Ye X., McVeigh E.R., Rodriguez F.J., Quinones-Hinojosa A., Li X. // Science Translation Medicine. 2015. V. 7. N 292. P. 292ra100. doi 10.1126/scitranslmed.3010611
  13. Tuchin V.V. Handbook of Coherent-Domain Optical Methods. N.Y.: Springer, 2013
  14. Wojtkowski M. // Appl. Opt. 2010. V. 49. N 16. P. D30--D61. doi 10.1364/AO.49.000D30
  15. Tearney G.J., Brezinski M.E., Bouma B.E., Boppart S.A., Pitris C., Southern J.F., Fujimoto J.G. // Science. 1997. V. 276. N 5321. P. 2037--2039. doi 10.1126/science.276.5321.2037
  16. Drexler W., Morgner U., Kartner F.X., Pitris C., Boppart S.A., Li X.D., Ippen E.P., Fujimoto J.G. // Opt. Lett. 1999. V. 24. N 17. P. 1221--1223. doi 10.1364/OL.24.001221
  17. Tuchin V.V. Tissue Optics: Light Scattering Methods and Instruments for Medical Diagnostics. Bellingham, Washington: SPIE Press, 2015
  18. Вишняков Г.Н., Левин Г.Г., Минаев В.Л., Ермаков М.М. // Опт. и спектр. 2018. Т. 125. N 6. С. 864. doi 10.21883/OS.2018.12.46952.155-18
  19. Dolganova I.N., Neganova A.S., Kudrin K.G., Zaytsev K.I., Reshetov I.V. // J. Phys. Conf. Ser. 2016. V. 673. P. 012014. doi 10.1088/1742-6596/673/1/012014
  20. Schmitt J.M., Xiang S.H., Yung K.M. // J. Biomed. Opt. 1999. V. 4. N 1. P. 95--105. doi 10.1117/1.429925
  21. Almasian M., van Leeuwen T.G., Faber D.J. // Sci. Rep. 2017. V. 7. P. 14873. doi 10.1038/s41598-017-14115-3
  22. Baghaie A., D'Souza R.M., Yu Z. // Optik. 2016. V. 127. N 15. P. 5783--5791. doi 10.1016/j.ijleo.2016.03.078
  23. Steiner P., Kowal J.H., Povav zay B., Meier C., Sznitman R. // Appl. Optics. 2015. V. 54. P. 36503. doi 10.1364/AO.54.003650
  24. Kim K.-S., Park H.-J., Kang H.S. // Opt. Engin. 2015. V. 54. N 11. P. 113110. doi 10.1117/1.OE.54.11.113110
  25. Adler D.C., Ko T.H., Fujimoto J.G. // Opt. Lett. 2004. V. 29. P. 2878. doi 10.1364/OL.29.002878
  26. Buranachai C., Thavarungkul P., Kanatharana P., Meglinski I.V. // Laser Phys. Lett. 2009. V. 6. N 12. P. 892--895. doi 10.1002/lapl.200910089
  27. Mayer M.A., Borsdorf A., Wagner M., Hornegger J., Mardin C.Y., Tornow R.P. // Biomedical Optics Express. 2012. V. 3. P. 572. doi 10.1364/BOE.3.000572
  28. Pavlov A.N., Nazimov A.I., Pavlova O.N., Lychagov V.V., Tuchin V.V., Bibikova O.A., Sindeev S.S., Semyachkina-Glushkovskaya O.V. // J. Innovative Optical Health Sciences. 2014. V. 7. N 1. doi 10.1142/S1793545813500557
  29. Dolganova I.N., Aleksandrova P.V., Beshplav S.-I.T., Chernomyrdin N.V., Dubyanskaya E.N., Goryaynov S.A., Kurlov V.N., Reshetov I.V., Potapov A.A., Tuchin V.V., Zaytsev K.I. // Proc. SPIE. 2018. V. 10717. P. 107171X. doi 10.1117/12.2314727
  30. Zaytsev K.I., Kudrin K.G., Chernomyrdin N.V., Khorokhorov A.M., Prytov A.B., Dolganova I.N., Perchik A.V., Reshetov I.V., Yurchenko S.O. // J. Phys. Conf. Ser. 2015. V. 584. P. 012013
  31. Chernomyrdin N.V., Zaytsev K.I., Gavdush A.A., Fokina I.N., Karasik V.E., Reshetov I.V., Kudrin K.G., Nosov P.A., Yurchenko S.O. // Proc. SPIE. 2014. V. 9216. P. 921611. doi 10.1117/12.2061276
  32. Dolganova I.N., Chernomyrdin N.V., Aleksandrova P.V., Beshplav S.-I.T., Potapov A.A., Reshetov I.V., Kurlov V.N., Tuchin V.V., Zaytsev K.I. // J. Biomed. Opt. 2018. V. 23. N 9. P. 091406. doi 10.1117/1.JBO.23.9.091406
  33. Stober W., Fink A., Bohn E. // J. Coll. Interf. Sci. 1968. V. 26. N 1. P. 62--69. doi 10.1016/0021-9797(68)90272-5
  34. Zhokhov A.A., Masalov V.M., Sukhinina N.S., Matveev D.V., Dolganov P.V., Dolganov V.K. P. 208--212. doi 10.1016/0021-9797(68)90272-5
  35. Zhokhov A.A., Masalov V.M., Sukhinina N.S., Matveev D.V., Dolganov P.V., Dolganov V.K., Emelchenko G.A. // Opt. Mater. 2015. V. 49. P. 208--212. doi 10.1016/j.optmat.2015.09.019
  36. Mallat S.G. // IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intell. 1989. V. 11. N 7. P. 674--693. doi 10.1109/34.192463
  37. Gonzalez R.C., Woods R.E. Digital Image Processing. New Jersey: Prentice-Hall, 2006.

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme