System pomiaru waskularyzacji rogówki
Z okazji 30-lecia instytutów Wydziału Cybernetyki prezentujemy kolejny projekt opracowany przez pracowników Instytutu Teleinformatyki i Cyberbezpieczeństwa - System pomiaru waskularyzacji rogówki. Postęp technologiczny w obszarze informatyki i medycyny otwiera nowe możliwości w diagnostyce i terapii chorób oczu. Jednym z kluczowych wyzwań w okulistyce jest precyzyjna ocena stopnia waskularyzacji rogówki, czyli nieprawidłowego unaczynienia jej struktury. Nadmierne unaczynienie rogówki może prowadzić do poważnych konsekwencji klinicznych, takich jak upośledzenie ostrości wzroku czy odrzucenie przeszczepów. W odpowiedzi na to wyzwanie zespół naukowców z ITC, pod kierownictwem dr. hab. inż. Krzysztofa Murawskiego, prof. WAT, opracował system segmentacji obrazów medycznych, który umożliwia automatyczną analizę unaczynienia rogówki.
Badania w realizowanym projekcie dotyczyły obszaru informatyki i medycyny. Głównie skupiono się na opracowaniu nowej, specjalizowanej, techniki segmentacji obrazu kolorowego. Segmentację obrazu przeprowadzano w celu optycznego wyznaczenia położenia naczyń krwionośnych na powierzchni rogówki i pomiaru stopnia jej unaczynienia (waskularyzacji). Metoda oparta jest na analizie obrazu rogówki uzyskanego w zakresie światła widzialnego. Rogówka stanowi przednią część błony włóknistej gałki ocznej, która jest zewnętrzną jej warstwą oraz pierwszy, niezwykle istotny element układu optycznego jakim jest oko (moc refrakcyjna rogówki centralnej to +43.0D). W warunkach fizjologicznych, u człowieka oraz większości gatunków zwierząt, rogówka poza niewielkim, peryferyjnym obszarem rąbka, pozostaje nieunaczyniona. W wielu jednak sytuacjach klinicznych jak i doświadczalnych naczynia wykazują inwazyjność i dochodzi do jej unaczynienia. Nowotwórstwo naczyń w obrębie rogówki stanowi niezwykle istotne zagadnienie klinicznie. Unaczynienie, sprzyjając tworzeniu obrzęku oraz depozytów lipidowych, prowadzi do upośledzenia ostrości wzroku oraz istotnie pogarsza rokowanie co do przeżycia przeszczepów rogówki. Z medycznego punktu widzenia istotne było opracowanie wskaźnika i metody pomiaru stopnia waskularyzacji rogówki. Wskaźnik taki pozwolił oceniać rezultaty zastosowanej metody leczenia a także obiektywnie przeprowadzać diagnostykę obrazową.
Wyniki badań nad opracowaną metodą segmentacji obrazu potwierdzają jej wysoką skuteczność w precyzyjnym wyznaczaniu naczyń krwionośnych na powierzchni rogówki. System ten stanowi istotne narzędzie wspomagające diagnostykę i monitorowanie postępów leczenia pacjentów z nieprawidłowym unaczynieniem rogówki. Jego wdrożenie może znacząco poprawić jakość opieki okulistycznej, umożliwiając lekarzom bardziej obiektywną ocenę efektów terapii. Połączenie metod informatycznych z medycyną nie tylko przyczynia się do lepszego zrozumienia mechanizmów patologicznych, ale także otwiera nowe perspektywy dla przyszłych badań nad obrazowaniem i analizą struktur oka.
Grafika: WCY