Assessment of hydrocephalus in children based on digital image processing and analysis

Hydrocephalus is a pathological condition of the central nervous system which often affects neonates and young children. It manifests itself as an abnormal accumulation of cerebrospinal fluid within the ventricular system of the brain with its subsequent progression. One of the most important diagnostic methods of identifying hydrocephalus is Computer Tomography (CT). The enlarged ventricular system is clearly visible on CT scans. However, the assessment of the disease progress usually relies on the radiologist’s judgment and manual measurements, which are subjective, cumbersome and have limited accuracy. Therefore, this paper regards the problem of semi-automatic assessment of hydrocephalus using image processing and analysis algorithms. In particular, automated determination of popular indices of the disease progress is considered. Algorithms for the detection, semi-automatic segmentation and numerical description of the lesion are proposed. Specifically, the disease progress is determined using shape analysis algorithms. Numerical results provided by the introduced methods are presented and compared with those calculated manually by a radiologist and a trained operator. The comparison proves the correctness of the introduced approach

POPRAWA JAKOŚCI OBRAZÓW TOMOGRAFICZNYCH O NISKIEJ DAWCE PROMIENIOWANIA

In this paper the problem of enhancement of low-dose CT scans was considered. In particular, popular pre-processing algorithms (such as anisotropic diffusion filter, non-local means filter, mean-shift filter) were tested and analyzed. The assessment of image quality improvement was performed based on the artificially generated artifacts, similar to those appearing in low-dose CT scans . Their effectiveness was investigated using the image quality measures, such as the mean square error and the structural similarity index.W artykule rozważono problem poprawy jakości obrazów z tomografu komputerowego, uzyskanych z wykorzystaniem niskich dawek promieniowania. W szczególności, przetestowano popularne algorytmy przetwarzania wstępnego (m.in. algorytm filtracji anizotropowej, średnich nielokalnych, przesunięcia do średniej) oraz przeanalizowano skuteczność ich działania. Oceny jakości poprawy dokonano w oparciu o sztucznie wygenerowane zakłócenia, symulujące artefakty towarzyszące w obrazach TK niskim dawkom promieniowania. Do ilościowego porównania stopnia poprawy jakości wykorzystano takie miary, jak błąd średniokwadratowy oraz indeks strukturalnego podobieństwa

Instrumentation and Measurement Technology Conference -IMTC

Abstract

Application of flow cytometry to immunohematological tests of red blood cells

Flow cytometry (FC) has been primarily applied to the diagnosis of hematological malignancies, and thereafter, to detection and quantification of CD34+ cells in bone marrow transplants, and granulocytes in neutropenias and paroxysmal nocturnal hemoglobinuria (PNH). In PNH and hereditary spherocytosis, changes in some of the erythrocyte membrane proteins are tested (CD59, CD55, and band 3). The purpose of this paper is to focus on the use of FC in RBC testing. With anti-D, -HbF, and -CA (carbonic anhydrase), we can detect RhD+, HbF+, and CA- fetal RBCs in the maternal RhD-, HbF-, and CA+ blood sample. Obtained results allow to select the appropriate dose of anti-D Ig in the RhD prophylaxis of feto-maternal incompatibility, or to detect the cause of fetal anemia. Expression of antigens and their weak variants, and concentration of specific antibodies, can also be assessed. It is possible to observe changes in selected CD molecules during storage of RBC units. If RBCs for transfusion are unavailable, due to patient's unusual antibody specificity, some of the available RBCs are opsonised, and then phagocytosis with the recipient monocytes is assessed. The microscopic time-consuming and subjective assay is usually used. Stained CD14+ monocytes and CD235a+ erythrocytes are visible on cytograms as well as their interaction. It makes evaluation of phagocytosis easier and objective. Microparticles of RBCs released during storage are also detected. They are 235a+. In differentiation of hemolysis causes, it is important to measure osmotic fragility, and that can be also achieved using FC. Flow cytometry should be applied to immunohematological testing of red blood cells more often than now

THERMO-WET - skomputeryzowany system pomiarowy własności fizyko-chemicznych wybranych materiałów w wysokich temperaturach

W artykule przedstawiono skomputeryzowany system do pomiaru własności fizyczno-chemicznych (kąt zwilżania, napięcie powierzchniowe) wybranych materiałów w wysokotemperaturowych procesach przemian fazowych. Zastosowanie w omówionym systemie, specjalnie opracowanych metod przetwarzania i analizy obrazów, pozwoliło na uzyskanie większej dokładności oraz powtarzalności pomiarów, niż w systemach stosowanych obecnie. Przedstawiona została historia stanowiska oraz aktualnie prowadzone prace rozwojowe

Feto-maternal haemorrhage assessment in a woman with a large population of red blood cells containing fetal haemoglobin

Background: FMH quantification is necessary to calculate an individual dose of prophylactic anti-RhD immunoglobulin and to diagnose fetal anaemia causes. We encountered a healthy woman with a numerous RBCs containing fetal haemoglobin (HbF). Aims: To investigate the cause of this sign and the correct evaluation of fetal RBCs in maternal circulation. Materials and Methods: Patient’s samples and artificial mixtures were tested by microscopic Kleihaur-Betke (KB) and flow cytometric (FC) tests with anti-HbF + anti-CA (carbonic anhydrase), and with anti-D. The patient’s blood count with reticulocyte parameters, and concentration of bilirubin, haptoglobin, iron, transferrin, ferritin, hepcidin, sTR, HbF, HbA2 were measured. Genes coding the β- and γ-globin were sequenced. Results: It was impossible to distinguish the population of fetal and maternal HbF positive cells using KBT and FC with anti-HbF. Application of anti-CA and anti-D allowed to separate them. Maternal blood haematological and biochemical parameters were normal but HbF was 3.3% of total Hb concentration (norma

Nowoczesne metody segmentacji obrazów w wybranych przemysłowych i medycznych systemach wizyjnych

Red. Działu : Wodziński, PiotrW rozprawie przedstawiono podsumowanie dotychczasowych prac autorki dotyczących problemu segmentacji obrazów cyfrowych. Omówione zagadnienia dotyczą zarówno opracowania nowoczesnych algorytmów dedykowanych rozważanemu problemowi, jak również ich zastosowania i weryfikacji w rzeczywistych aplikacjach systemów wizyjnych z dziedziny przemysłu oraz medycyny. W szczególności, zagadnienia referowane w rozprawie dotyczą czterech zasadniczych problemów, którymi są: wykorzystanie teorii grafów w segmentacji obrazów, wykorzystanie teorii błądzenia przypadkowego w segmentacji obrazów, zastosowanie technik subpikselowych do poprawy odwzorowania kształtu obiektów w procesie segmentacji oraz wykorzystanie procesu dyfuzji do sterowania przebiegiem segmentacji obrazów. W pierwszej kolejności skupiono się na najnowszych technikach grafowych stosowanych w segmentacji obrazów. Przedstawiono ich charakterystykę, przeanalizowano słabe strony oraz zaproponowano dwa autorskie rozwiązania, pozwalające na eliminację wskazanych wad. Następnie rozważano algorytm random wa/ker oparty na teorii błądzenia przypadkowego. Zaproponowano sposób połączenia tej metody z prowadzonym w trzech wymiarach rozrostem obszaru, w taki sposób, aby skutecznie dokonywać segmentacji danych wolumetrycznych i jednocześnie unikać wycieków spowodowanych nieciągłością krawędzi poddawanych segmentacji obiektów. Znaczącą część rozprawy poświęcono również problemowi zastosowania subpikselowych metod przetwarzania i analizy obrazów w procesie segmentacji. Dokonano obszernego przeglądu istniejących metod z tej grupy oraz przeanalizowano ich przydatność w procesie segmentacji obrazów. Zaproponowano autorskie rozwiązanie dedykowane segmentacji obrazów z subpikselową precyzją. Ostatecznie rozważono możliwość połączenia anizotropowej filtracji obrazów opartej na procesie dyfuzji z segmentacją poprzez rozrost obszaru. W konsekwencji, opracowano uniwersalny algorytm, który pozwala na poprawną segmentację struktur o włosowatym kształcie. Wszystkie zaprezentowane w rozprawie algorytmy segmentacji obrazów zaimplementowano, a ich poprawność zweryfikowano poprzez zastosowanie w rzeczywistych systemach pomiarowych, reprezentujących trzy zasadniczo różne dziedziny, tj.: metalurgię, włókiennictwo oraz medycynę. Należy również podkreślić, że rozprawa jest pierwszym tak obszernym opracowaniem, poświęconym innym niż tradycyjne metodom segmentacji obrazów cyfrowych.The dissertation summarizes results of author's research on digital image segmentation. The discussed issues concern both the development of modern algorithms dedicated to the regarded problem as well as their application and verification in a real-world vision systems from the field of industry and medicine. In particular the issues referred in the dissertation relate to the four main problems, namely: the use of graph theoretical methods in image segmentation, the application of random walk theory in image segmentation, the use of subpixel techniques for increasing accuracy of image segmentation and the application of the diffusion process for controlling image segmentation. Firstly, the latest graph based methods for image segmentation were regarded. Their characteristics were presented and their weaknesses were analyzed. As a result, two author's methods were presented which allowed for elimination of the identified weaknesses. Next, the random wa/ker algorithm was considered. The new approach based on the random walks theory and region growing was proposed. The introduced method is dedicated to effective segmentation of volumetric images and allows to avoid leakages caused by a weak boundaries of the segmented objects. A significant part of the dissertation was also devoted to the problem of application of subpixel methods of image processing and analysis in image segmentation. The exhaustive review of the existing subpixel methods was provided and their usefulness in image segmentation was examined. The author's algorithm for image segmentation with subpixel precision was proposed. Finally, the possibility to combine diffusion-based image anisotropic filtering with region growing segmentation was regarded. As a result, a new universal method for segmentation of flow-like, capillary objects was introduced. All image segmentation algorithms proposed in the dissertation were implemented. Their correctness and accuracy were positively verified in the real-world measurement systems, representing three different fields, namely: metallurgy, textiles and medicine. It should also be underlined, that the dissertation is the first one, such exhaustive study devoted to other than the traditional ones image segmentation algorithms

Nowe podejście do usuwania szumu na drodze filtracji medianowej

Tyt. z nagłówka.Bibliogr. s. 73.Dostępny również w formie drukowanej.STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono algorytm usuwania szumu ostrzowego oparty na filtrze medianowym. Zaproponowany algorytm działa w dwóch podstawowych etapach: w pierwszym etapie budowane są mapy lokalnych ekstremów wskazujące na punkty, których jasność powinna zostać zmieniona, w drugim etapie działania algorytmu. Przeprowadzono gruntowną analizą algorytmu. SŁOWA KLUCZOWE: Przetwarzanie obrazów, filtracja obrazów, filtr medianowy. ABSTRACT: In the paper, algorithm for removal of noise was presented. Proposed algorithm is based on median filter and it works in two stages: in the first stage, there is built map of point, which brightness level should be changed in the second stage. Deep analysis of the algorithm was provided. KEYWORDS: image processing, image filtering, median filter