Гуральник А. Б. Метод і ультразвуковий засіб для оцінювання стану кульшового суглоба

Об'єктом дослідження є процеси опрацювання ультразвукових зображень кульшового суглоба. Метою дослідження є підвищення достовірності оцінювання стану кульшового суглобу шляхом розробки нових моделей і методів аналізу ультразвукових зображень кульшового суглобу та автоматичного апаратно-програмного засобу на їх основі. Методи дослідження: математичний апарат теорії дискретних сигналів, цифрового представлення зображень для розробки теоретичних засад фільтрації спекл-шуму та методи просторової обробки зображень для розробки фільтру приглушення спекл-шуму; теорії вимірювань для оцінювання метрологічних характеристик запропонованих методів і систем; методи математичного моделювання з використанням сучасних комп’ютерних технологій. Теоретичні результати: вперше запропоновано метод автоматичного оцінювання стану кульшового суглоба на основі 2D ультразвукових зображень з класифікацією стану кульшового суглоба за Графом шляхом відбраковування зображень неправильного положення кульшового суглоба, візуалізації його анатомічних орієнтирів та вимірювання кутових показників, що підвищило достовірність оцінювання стану КС на 10-15%; удосконалено метод фільтрації ультразвукових зображень, який відрізняється від відомих послідовністю використання процедур морфологічних перетворень, що дозволило враховувати рівень зашумленості та рівень перепадів інтенсивності, та відповідно до цього змінювати глибину фільтрації й отримати більш високі показники кількісної оцінки якості фільтрації (показники PSNR та MSE на 5-7 % вищі порівняно з відомими); отримала подальший розвиток математична модель виділення заданого фрагмента на ультразвуковому зображенні за його спектральними ознаками, яка на відміну від відомих використовує функцію еквівалентності, що дозволили отримати більш точні координати реперних точок (відносна похибка становить 6,25%), за якими виконується формування ліній, а отже кутів для класифікації стану кульшового суглоба; вперше запропоновано автоматичний метод визначення певного кадру 2D ультразвукового зображення, що відповідає правильному положенню ультразвукової головки на тілі дитини, шляхом застосування адаптивного нейромережевого аналізу, що дозволило забезпечити відбракування хибних зображень і мінімізувати невизначеність положення суглоба з подальшим опрацюванням правильного кадру для візуалізації анатомічних орієнтирів. Практичні результати полягають у розробленні апаратно-програмного засобу на основі оцінки геометричних параметрів, що їх отримують з ультразвукового зображення кульшового суглобу, а також програмного забезпечення для автоматичного відбраковування зображень, фільтрації та візуалізації анатомічних орієнтирів із вимірюванням кутових показників кульшового суглобу, який може застосовуватись у медико-діагностичних центрах при дослідженні хвороб кульшового суглоба дітей віком до трьох місяців. Ступінь впровадження - результати дисертаційної роботи впроваджено на базі клініки дитячої хірургії Вінницького національного медичного університету ім. М.І. Пирогова; у навчальному процесі Вінницького національного технічного університету при викладання відповідних дисциплін. Сфера (галузь) використання - медицина.