Retinal Optic Disc Segmentation using Conditional Generative Adversarial Network

This paper proposed a retinal image segmentation method based on conditional Generative Adversarial Network (cGAN) to segment optic disc. The proposed model consists of two successive networks: generator and discriminator. The generator learns to map information from the observing input (i.e., retinal fundus color image), to the output (i.e., binary mask). Then, the discriminator learns as a loss function to train this mapping by comparing the ground-truth and the predicted output with observing the input image as a condition.Experiments were performed on two publicly available dataset; DRISHTI GS1 and RIM-ONE. The proposed model outperformed state-of-the-art-methods by achieving around 0.96% and 0.98% of Jaccard and Dice coefficients, respectively. Moreover, an image segmentation is performed in less than a second on recent GPU.Comment: 8 pages, Submitted to 21st International Conference of the Catalan Association for Artificial Intelligence (CCIA 2018

Inteligência artificial e diagnóstico do glaucoma

O progresso dos algoritmos de inteligência artificial (IA) no processamento de imagens digitais e nos estudos de diagnóstico automático da doença ocular glaucoma vem crescendo e apresentando avanços essenciais para garantir um melhor atendimento clínico a população. Diante do contexto, este artigo descreve os principais tipos de glaucoma existentes e as formas tradicionais de diagnóstico. Apresenta também a epidemiologia mundial da doença e como os estudos com algoritmos de IA vêm sendo investigados como uma possível ferramenta para auxiliar no diagnóstico precoce desta patologia por meio de triagens populacionais. Portanto, a seção de trabalhos relacionados apresenta os principais estudos e metodologias utilizadas na classificação automática do glaucoma a partir de imagens digitais de fundo de olho e algoritmos de IA, bem como as principais bases de dados contendo imagens rotuladas para o glaucoma e disponíveis publicamente para treinamento dos algoritmos de aprendizado de máquinas

Aspectos do rastreamento do glaucoma auxiliados por técnicas automatizadas em imagens com menor qualidade do disco óptico

O glaucoma é uma neuropatia óptica cuja progressão pode levar a cegueira. Representa a principal causa de perda visual de caráter irreversível em todo o mundo para homens e mulheres. A detecção precoce através de programas de rastreamento feita por especialistas é baseada nas características do nervo óptico, em biomarcadores oftalmológicos (destacando-se a pressão ocular) e exames subsidiários, com destaque ao campo visual e OCT. Após o reconhecimento dos casos é feito o tratamento com finalidade de estacionar a progressão da doença e melhorar a qualidade de vida dos pacientes. Contudo, estes programas têm limitações, principalmente em locais mais distantes dos grandes centros de tratamento especializado, insuficiência de equipamentos básicos e pessoal especializado para oferecer o rastreamento a toda a população, faltam meios para locomoção a estes centros, desinformação e desconhecimento da doença, além de características de progressão assintomática da doença. Esta tese aborda soluções inovadoras que podem contribuir para a automação do rastreamento do glaucoma utilizando aparelhos portáteis e mais baratos, considerando as necessidades reais dos clínicos durante o rastreamento. Para isso foram realizadas revisões sistemáticas sobre os métodos e equipamentos para apoio à triagem automática do glaucoma e os métodos de aprendizado profundo para a segmentação e classificação aplicáveis. Também foi feito um levantamento de questões médicas relativas à triagem do glaucoma e associá-las ao campo da inteligência artificial, para dar mais sentido as metodologias automatizadas. Além disso, foi criado um banco de dados privado, com vídeos e imagens de retina adquiridos por um smartphone acoplado a lente de baixo custo para o rastreamento do glaucoma e avaliado com métodos do estado da arte. Foram avaliados e analisados métodos de detecção automática de glaucoma utilizando métodos de aprendizado profundo de segmentação do disco e do copo óptico em banco de dados públicos de imagens de retina. Finalmente, foram avaliadas técnicas de mosaico e de detecção da cabeça do nervo óptico em imagens de baixa qualidade obtidas para pré-processamento de imagens adquiridas por smartphones acoplados a lente de baixo custo.Glaucoma is an optic neuropathy whose progression can lead to blindness. It represents the leading cause of irreversible visual loss worldwide for men and women. Early detection through screening programs carried out by specialists is based on the characteristics of the optic papilla, ophthalmic biomarkers (especially eye pressure), and subsidiary exams, emphasizing the visual field and optical coherence tomography (OCT). After recognizing the cases, the treatment is carried out to stop the progression of the disease and improve the quality of patients’ life. However, these screening programs have limitations, particularly in places further away from the sizeable, specialized treatment centers, due to the lack of essential equipment and technical personnel to offer screening to the entire population, due to the lack of means of transport to these centers, due to lack of information and lack of knowledge about the disease, considering the characteristics of asymptomatic progression of the disease. This thesis aims to develop innovative approaches to contribute to the automation of glaucoma screening using portable and cheaper devices, considering the real needs of clinicians during screening. For this, systematic reviews were carried out on the methods and equipment to support automatic glaucoma screening, and the applicable deep learning methods for segmentation and classification. A survey of medical issues related to glaucoma screening was carried out and associated with the field of artificial intelligence to make automated methodologies more effective. In addition, a private dataset was created, with videos and retina images acquired using a low-cost lens-coupled cell phone, for glaucoma screening and evaluated with state-of-the-art methods. Methods of automatic detection of glaucoma using deep learning methods of segmentation of the disc and optic cup were evaluated and analyzed in a public database of retinal images. In the case of deep learning classification methods, these were evaluated in public databases of retina images and in a private database with low-cost images. Finally, mosaic and object detection techniques were evaluated in low-quality images obtained for pre-processing images acquired by cell phones coupled with low-cost lenses