SEGMENTATION OF ELECTRONIC PLANOGRAMS BY MEANS OF ARTIFICIAL INTELLIGENCE

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. Computer plantography is one of the methods of diagnosing the condition of the feet. During the calculation of clinical and functional parameters during the study, one of the stages is to identify points lying on the border of the foot's contact zone with the support surface. In the form of active development of artificial intelligence technologies, an urgent task is to develop a model for segmentation of contact zones as one of the stages of automation of this research. The purpose of the work is to develop and evaluate a segmentation model of the foot support zone in computer plantography images using artificial intelligence. Materials and methods. The study used a dataset containing 500 images of computer plantography of different patients. Results. Based on the results of training the yolo11x-seg model (image segmentation model), high performance was achieved in detecting and segmenting contact zones in the anterior and middle parts of the foot and separately in the posterior part of the foot. The quality metrics of the model were: mAP50 0,9727, mAP50-95 0,8293, accuracy 0,9849, completeness 0,9684 in the segmented area detection task, and mAP50 0,9727, mAP50-95 0,8482, accuracy 0,9849, completeness 0,9688 in the semantic segmentation task. The obtained indicators reflect the ability of the model to effectively identify and segment the common contact area in the forefoot and middle part of the foot, as well as the contact area in the posterior part of the foot. Conclusions. The integration of this model into medical decision support systems will speed up the process of image analysis and reduce the labor costs of specialists, which will optimize research and improve the quality of medical services.

About the authors

Viktor V. Mikhailishin

Federal Scientific and Educational Centre of Medial and Social Expertise and Rehabilitation named after G.A. Albreсht of the Ministry of Labour and Social Protection of the Russian Federation

Author for correspondence.
Email: mikhailishin_v@mail.ru

Junior researcher at the laboratory of innovative and expert rehabilitation technologies

(50 Bestuzhevskaya street,St. Petersburg, Russia)

References

  1. Manenkov M.P., Radchenko O.R. The participation of a specialist in providing medical care to underage students in the formation of a health-saving environment of a general education organization (using the example of screening and prevention of flat feet). Mediko-farmatsevticheskiy zhurnal Pul's = Medical and Pharmaceutical journal Pulse. 2024;26(2):25–33. (In Russ.). doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2024-26-2-25-33 EDN: CMLZPH
  2. Vedenina A.S., Tkachuk I.V., Smirnova L.M. et al. Screening of functional disorders of the feet using computer plantography and podometry. Meditsinskaya tekhnika = Medical equipment. 2014;(2):21–24. (In Russ.). EDN: SBZLTP
  3. Patent Russian Federation № 2253363. Sposob diagnostiki sostoyaniya otdelov stopy = A method for diagnosing the condition of the foot departments. Gavrikov K.V., Pleshakov I.A., Kaluzhskiy S.I. et al. 2005. Bull. № 16. (In Russ.)
  4. GOST R 52623.1–2008. Technologies for performing simple medical services of functional examination : [approved and introduced by Order No. 359-st of the Federal Agency for Technical Regulation and Metrology dated December 4, 2008]. (In Russ.). Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200068115 (accessed 01.02.2025).
  5. Vedenina A.S., Smirnova L.M. Assessment of the functional state of the foot using plantography. Izvestiya Yuzhnogo federal'nogo universiteta. Tekhnicheskie nauki =Izvestiya Yuzhnogo federalnogo universiteta. Technical sciences. 2008;(5):136–139. (In Russ.). EDN: KAPBFX
  6. Pita-Fernández S. et al. Validity of footprint analysis to determine flatfoot using clinical diagnosis as the gold standard in a random sample aged 40 years and older. Journal of epidemiology. 2015;25(2):148–154.
  7. Rajpurkar P., Lungren M.P. The current and future state of AI interpretation of medical images. New England Journal of Medicine. 2023;388(21):1981–1990.
  8. Ali O. et al. A systematic literature review of artificial intelligence in the healthcare sector: Benefits, challenges, methodologies, and functionalities. Journal of Innovation & Knowledge. 2023;8(1):100333.
  9. Yang R., Yu Y. Artificial convolutional neural network in object detection and semantic segmentation for medical imaging analysis. Frontiers in oncology. 2021;11:638182.
  10. Mikhaylishin V.V., Smirnova L.M., Cherkashin S.O. Digital processing of electronic planograms using artificial intelligence technologies as a stage of automation of plantographic research. Tsifrovaya obrabotka signalov = Digital signal processing. 2024;(3):19–24. (In Russ.). EDN: IDROCH
  11. Su Y. et al. YOLO-LOGO: A transformer-based YOLO segmentation model for breast mass detection and segmentation in digital mammograms. Computer Methods and Programs in Biomedicine. 2022;221:106903.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».