Analysis of Retinal Images Aimed to Nerve Fiber Layer Detection

Úkolem této práce je teoreticky zpracovat systém a vytvořit program v prostředí Matlab sloužící k detekci výpadku vrstvy neuronových spojení na sítnici oka. První část se zabývá přístupem k problému analýzou dat ve frekvenční oblasti a výsledky s použitím filtrů postavených na statistickém výskytu určitých frekvencí v daných vzorcích. Druhá část dále pojednává o použití sytému gaborových filtrů pro detekci přítomnosti sledovaných vláken a statistické výsledky dosažené s jejich pomocí.Na výsledných parametrech je poté vytvořen analyzační program.Goal of this work is to theoretically develop and then program a system in Matlab environment to be used as a detection tool for layer of retinal neuron pathways . First part engages oneself upon the problem of analysis within spectral plane and results of using filters conceived upon statistical occurrences of certain frequencies in used samples. Second part than deals with use of gabor filters to detect neuron pathways and the statistical results gained by their use. Based on the results an analysis tool was programmed.

Texture analysis of retinal images

Práce se zabývá detekcí výpadku ve vrstvě nervových vláken retinálních snímků. V úvodu je seznámení s fyziologií lidského oka a analýza vstupních obrazových dat. Dále se zabývá práce texturní analýzou pomocí dvou metod. Zatímco metoda přizpůsobených filtrů nevykazuje uspokojivé výsledky, metoda hodnocení jasu dosahuje přijatelných výsledků. V závěru práce je část věnována realizovanému programu pro detekci výpadků ve vrstvě nervových vláken.The thesis deals with the detection of the nerve fiber layer disruptions in retina scans. The introduction presents an overview of the human eye fysiology and analyses the input image data. The thesis continues with an investigation of two texture analysis methods. While the method of adapted filters does not produce very good results, the method of brightness assessment is shown to work satisfactorily. The final part of the thesis describes the implemented tool for the detection of the nerve fiber layer disruptions.

Fusion based analysis of ophthalmologic image data

summary:The paper presents an overview of image analysis activities of the Brno DAR group in the medical application area of retinal imaging. Particularly, illumination correction and SNR enhancement by registered averaging as preprocessing steps are briefly described; further mono- and multimodal registration methods developed for specific types of ophthalmological images, and methods for segmentation of optical disc, retinal vessel tree and autofluorescence areas are presented. Finally, the designed methods for neural fibre layer detection and evaluation on retinal images, utilising different combined texture analysis approaches and several types of classifiers, are shown. The results in all the areas are shortly commented on at the respective sections. In order to emphasise methodological aspects, the methods and results are ordered according to consequential phases of processing rather then divided according to individual medical applications

Analysis of retinal nerve fiber layer in fundus images utilizing local binary patterns

Tato práce popisuje metodu LBP (Localy Binary Pattern) v jejích různých formách jako nástroj pro analýzu vrstvy nervových vláken jakožto snímků s texturou a bez textury. První část práce se zabývá vrstvou nervových vláken na sítnici oka, výpadky nervových vláken, a především pak možnostmi snímání sítnice pomocí fundus kamery a vlastnostmi takto získaných dat. Druhá část práce popisuje a vysvětluje metodu LBP využívající lokální binární operátory k popisu textury pomocí histogramů. Z takto vzniklých LBP histogramů je získán soubor příznaků. Různými klasifikačními přístupy lze pak určit, zda nové vzorky patří snímku s výpadkem vrstvy nervových vláken. Tímto se zabývá další část práce. Následně je zkoumána korelace příznaků histogramů těchto snímků s tloušťkou vrstvy nervových vláken v témže místě. Metody popisované v této práci byly otestovány na souboru snímků v programovém prostředí MATLAB a dobré výsledky ukazují, že použitá metoda může najít uplatnění v podpoře diagnostiky glaukomových onemocnění.This work describes LBP (Local Binary Pattern) method in its various forms as a tool for distinguishing images with and without texture. The first part of the essay looks into the retinal nerve fiber layer, loss of the nerve fiber and especially into possibilities of retinal images with help of the fundus camera and into properties of this way received data. Second part of the essay describes and explains the LBP method which uses local binary operators for description of texture by help of histograms. From this way brought force of histograms is possible to gain a complex of features. Due to different classification approaches can then determine if new samples were selected from an image loss of retinal nerve fiber layer (RNFL). This solves the next part of the essay. And then is evaluated the correlation of features of LBP histograms of these images with the thickness of the RNFL in the same place. The methods described in this essay have been tested on a set of images in Matlab program and received results show, that the method can be useful for the diagnosis of glaucoma diseases.

Automatic extraction of retinal features from colour retinal images for glaucoma diagnosis: a review

Glaucoma is a group of eye diseases that have common traits such as, high eye pressure, damage to the Optic Nerve Head and gradual vision loss. It affects peripheral vision and eventually leads to blindness if left untreated. The current common methods of pre-diagnosis of Glaucoma include measurement of Intra-Ocular Pressure (IOP) using Tonometer, Pachymetry, Gonioscopy; which are performed manually by the clinicians. These tests are usually followed by Optic Nerve Head (ONH) Appearance examination for the confirmed diagnosis of Glaucoma. The diagnoses require regular monitoring, which is costly and time consuming. The accuracy and reliability of diagnosis is limited by the domain knowledge of different ophthalmologists. Therefore automatic diagnosis of Glaucoma attracts a lot of attention.This paper surveys the state-of-the-art of automatic extraction of anatomical features from retinal images to assist early diagnosis of the Glaucoma. We have conducted critical evaluation of the existing automatic extraction methods based on features including Optic Cup to Disc Ratio (CDR), Retinal Nerve Fibre Layer (RNFL), Peripapillary Atrophy (PPA), Neuroretinal Rim Notching, Vasculature Shift, etc., which adds value on efficient feature extraction related to Glaucoma diagnosis. © 2013 Elsevier Ltd

Textural Analysis of Nerve Fibre Layer in Retinal Images

Práce popisuje zcela novou metodu detekce poškození vrstvy nervových vláken (VNV) v barevných fotografiích sítnice. Poškození VNV je jedním z příznaků glaukomového onemocnění a jeho včasné odhalení je zcela zásadní. Metoda je představena s cílem podpořit včasnou diagnostiku glaukomu v oftalmologii. Základem metody je využití lokálních binárních operátorů (LBP). Tento přístup texturní analýzy je charakteristický zejména výpočetní jednoduchostí a invariantností vůči monotónním změnám jasu obrazu. Z obrazových histogramů LBP distribucí je získáno několik texturních příznaků, které slouží ke klasifikaci zdravé či nemocné tkáně sítnice. Metoda byla otestována na snímcích sítnice pacientů s výpadkem ve VNV. Výsledky ukazují, že lze navrženou metodu texturní analýzy s úspěchem použít pro účely podpory diagnostiky glaukomu.This work describes completely new approach to detection of retinal nerve fibre layer (RNFL) loss in colour fundus images. Such RNFL losses indicate eye glaucoma illness and an early diagnosis of RNFL changes is very important for successful treatment. Method is presented with the purpose of supporting glaucoma diagnosis in ophthalmology. The proposed textural analysis method utilizes local binary patterns (LBP). This approach is characterized especially by computational simplicity and insensitivity to monotonic changes of illumination. Image histograms of LBP distributions are used to gain several textural features aimed to classify healthy or glaucomatous tissue of the retina. The method was experimentally tested using fundus images of glaucomatous patients with focal RNFL loss. The results show that the proposed method can be used in order to supporting diagnosis of glaucoma with satisfactory efficiency.

Analysis of retinal nerve fiber layer for diagnosis of glaucoma

Diplomová práce je zaměřena na vytvoření metodiky kvantifikace vrstvy nervových vláken na fotografiích sítnice. V úvodní části textu je stručně nastíněna medicínská motivace práce včetně zmínky o některých studiích věnujících se dané problematice. Dále text popisuje uvažované texturní příznaky včetně jejich porovnání dle schopnosti kvantifikovat tloušťku vrstvy nervových vláken. Na základě popsaných poznatků byla navržena metodika využití regresních modelů za účelem predikce tloušťky nervových vláken, která byla dále testována na dostupných obrazových datech. Výsledky ukazují, že výstupy regresních modelů dosahují vysoké korelace mezi výstupem predikce a tloušťkou vrstvy nervových vláken měřenou optickou koherentní tomografií. Závěr práce diskutuje využitelnost aplikovaného řešení.The master thesis is focused on creating a methodology for quantification of the nerve fiber layer on photographs of the retina. The introductory part of the text presents a medical motivation of the thesis and mentions several studies dealing with this issue. Furthermore, the work describes available textural features and compares their ability to quantify the thickness of the nerve fiber layer. Based on the described knowledge, the methodology to make different regression models enabling prediction of the retinal nerve fiber layer thickness was developed. Then, the methodology was tested on the available image dataset. The results showed, that the outputs of regression models achieve a high correlation between the predicted output and the retinal nerve fiber layer thickness measured by optical coherence tomography. The conclusion discusses an usability of the applied solution.