Pozyskiwanie i przetwarzanie transiluminacyjnych obrazów ręki z użyciem multichromatycznego źródła promieniowania optycznego

• Autorzy: Rybaczewski P. , Wiczyński G.

Warianty tytułu

EN

Acquisition and processing of transilluminative images of a hand with use of multi-chromatic optical radiation source

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Prześwietlanie optycznie mętnych obiektów biologicznych jest zada-niem trudnym. W artykule przedstawiono wyniki prześwietleń ręki. Opisano transmisję promieniowania optycznego w zakresie 500–1500 nm. Wyznaczono okna transmisyjne oraz oszacowano wartość optycznego sygnału wyjściowego z prześwietlanego obiektu. Przedstawiono schemat blokowy stanowiska do rejestracji obrazów transiluminacyjnych. Zamieszczono przykładowe obrazy transiluminacyjne poddane wstępnemu przetwarzaniu i analizie.

EN

Transillumination of turbid biological objects is a difficult task. The easiest way to obtain a transillumination image is through observation of the illuminated object with a camera. The paper presents the results of hand transillumination. The transmission of optical radiation (in the 500-1500 nm wavelengths range) through the metacarpus is described. A method applied to optical transmittance measurements (Fig. 1) is discussed. Two transmission windows of 630-950 nm and 1000-1140 nm (Fig. 2) are found. The value of the transillumination optical output signal is estimated. The next part of the paper presents a block diagram of the hand transillumination image recording setup (Fig. 4) and the spectral characteristic of the emitter (Fig. 3). Sample transillumination images are also included. The problem of overexposure of the camera detector (Fig. 6) is pointed out. The images recorded during transillumination of a hand with three different wavelengths are presented. To improve the quality, one of the images has been processed with a Gaussian sharpening filter (Fig. 7). Based on the results of the analysis of the recorded test results it can concluded that it is purposeful to conduct further research to find optimal conditions of transillumination and algorithms which will allow to highlight information about the anatomical structure of tested body parts.

Słowa kluczowe

PL

transiluminacja; NIR; przetwarzanie obrazu

EN

transillumination; NIR; image processing

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 59, nr 3
• Strony: 258--261
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Rybaczewski P.

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, ul. Piotrowo 3A, 60-965 Poznań

autor

Wiczyński G.

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, ul. Piotrowo 3A, 60-965 Poznań

Bibliografia

• [1] Jiang H.: Diffuse Optical Tomography: Principles and Applications, CRC Press Inc., 2010.
• [2] Klose A. D., Larsen E. W.: Light transport in biological tissue based on the simplified spherical harmonics equations, Journal of Computational Physics, 220, 2006, 441–470.
• [3] Alrubaiee M. et al.: Three-dimensional optical tomographic imaging of scattering objects in tissue-simulating turbid media using independent component analysis, Applied Physics Letters, 87, 2005, 3 p.
• [4] Leeuwen T.G ., Faber D. J., Aalders N. C.: Measurement of the Axial Point Spread Function in Scattering Media Using Single-Mode Fiber-Based Optical Coherence Tomography, IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 9(2), 2003, 227–233.
• [5] Pogue B. W. et al.: Statistical Analysis of Nonlinearly Reconstructed Near-Infrared Tomographic Images: Part I-Theory and Simulations, IEEE Trans. on Medical Imaging, 21(7), 2002, 755–763.
• [6] Mroczka J., Szczepanowski R.: Modeling of light transmittance measurement in a finite layer of whole blood - a collimated transmittance problem in Monte Carlo simulation and diffusion model, Optica Applicata, 35(2), 2005, 311–331.
• [7] Angenent S., Pichon E., Tannenbaum A.: Mathematical methods in medical image processing, Bulletin (New Series) of the American Mathematical Society, 43(3), 2006, 365–396.
• [8] Shimizu K., Kitama M., Mouri M., Yamamoto K.: Noninvasive measurement of physiological functions in a living body by transillumination, Instrumentation and Measurement Technology Conference, vol. 2, 1994, 982–985.
• [9] Jiang H. et al.: Three-Dimensional Optical Tomographic Imaging of Breast in A Human Subject, IEEE Trans. on Medical Imaging, 20(12), 2011, 1334–1340.
• [10] Choe R. et al.: DOT of breast cancer during neoadjuvant chemotherapy: A case study with comparison to MRI, Med. Phys., vol. 32(4), 2005, 1128–1139.
• [11] Boas D. A. et al.: Imaging the Body with Diffuse Optical Tomography, IEEE Signal Processing Magazine, 5(4), 1999, 1205–1215.
• [12] Jones R. S. et al.: Near-infrared transillumination at 1310 nm for the imaging of early dental decay, Optics Express, 11, 2003, 2259–2265.
• [13] Scheel A. K. et al.: Assessment of proximal finger joint inflammation in patients with rheumatoid arthritis, using a novel laser-based imaging technique, Arthritis & Rheumatism, 46(5), 2002, 1177–1184.
• [14] Becker W. et al.: High count rate multichannel TCSPC for optical tomography, ECBO, 6 p., 2001.
• [15] Golovko D. et al.: Optical Imaging of Rheumatoid Arthritis, Int. Journal of Clinical Rheumatology, 6(1), 2011, 67-75.
• [16] Karta katalogowa: Dioda LED L-53SRC-F, Kingbright, 2003.
• [17] Karta katalogowa: Emitery podczerwieni L-53F3C, L53SF4C, L-53SF6C, L-53SF7C, L-53F3BT, L-53SF4BT, L-53SF6BT, L-53SF7BT, Kingbright, 2001.
• [18] Cysewska-Sobusiak A. i inni: Wykorzystanie w biopomiarach transmisyjnego wariantu światło-tkanki, PAK, 9bis, 390–393, 2007.
• [19] Karta katalogowa: UI-1240ME-NIR-GL, IDS Imaging Development Systems GmbH.
• [20] Tadeusiewicz R., Korohoda P.: Komputerowa analiza i przetwarzanie obrazów, Wyd. Fundacji Postępu Telekomunikacji, Kraków, 1997.
• [21] http://www.aforgenet.com/framework/docs/html/4600a4d7-825b-138f-5c31-249a10335b26.htm (dostęp: 9.02.2013)
• [22] http://www.aforgenet.com/ (dostęp: 9.02.2013)