СЕГМЕНТАЦИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ПЛАНТОГРАММ СРЕДСТВАМИ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность и цели. Компьютерная плантография является одним из методов диагностики состояния стоп. В ходе расчета клинико-функциональных показателей при проведении данного исследования одним из этапов является выделение точек, лежащих на границе зоны контакта стопы с опорной поверхностью. Ввиду стремления снизить нагрузку на специалистов при проведении этой процедуры и развития технологий искусственного интеллекта актуальной задачей является разработка модели сегментации зон контакта на плантограммах как одного из этапов автоматизации проведения данного исследования. Цель исследования – разработать и апробировать модель сегментации опорной зоны стопы на снимках компьютерной плантографии средствами искусственного интеллекта. Материалы и методы. В исследовании использован датасет, содержащий 500 снимков компьютерной плантографии разных пациентов. Результаты. По результатам обучения модели yolo11x-seg (модель сегментация снимков) были получены высокие показатели в задачах детекции и сегментации зон контакта совместно в переднем и среднем отделах стопы и отдельно в заднем от- деле стопы. Метрики качества работы модели составили: mAP50 – 0,9727, mAP50-95 – 0,8293, точность – 0,9849, полнота – 0,9684 в задаче детекции сегментируемой области; mAP50 – 0,9727, mAP50-95 – 0,8482, точность – 0,9849, полнота – 0,9688 в задаче семантической сегментации. Полученные показатели подтверждают способность модели эффективно выделять и сегментировать общую зону контакта в переднем и среднем отделах стопы, а также зону контакта в заднем отделе стопы. Выводы. Интеграция данной модели в системы поддержки принятия врачебных решений обеспечит ускорение процесса анализа снимков и снижение трудозатрат специалистов, что позволит оптимизировать проведение научных исследований и повысить качество медицинских услуг.

Об авторах

Виктор Валерьевич Михайлишин

Федеральный научно-образовательный центр медико-социальной экспертизы и реабилитации имени Г. А. Альбрехта Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации

Автор, ответственный за переписку.
Email: mikhailishin_v@mail.ru

младший научный сотрудник лаборатории инновационных и экспертно-реабилитационных технологий

(Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Бестужевская, 50)

Список литературы

  1. Маненков М. П., Радченко О. Р. Участие специалиста по оказанию медицинской по- мощи несовершеннолетним обучающимся в формировании здоровьесберегающей среды общеобразовательной организации (на примере скрининга и профилактикиплоскостопия) // Медико-фармацевтический журнал Пульс. 2024. Т. 26, № 2. С. 25–33. doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2024-26-2-25-33 EDN: CMLZPH
  2. Веденина А. С., Ткачук И. В., Смирнова Л. М. [и др.]. Скрининг функциональных нарушений стоп с помощью компьютерной плантографии и подометрии // Меди- цинская техника. 2014. № 2. С. 21–24. EDN: SBZLTP
  3. Патент России № 2253363. Способ диагностики состояния отделов стопы / Гав- риков К. В., Плешаков И. А., Калужский С. И. [и др.]. 2005. Бюл. № 16.
  4. ГОСТ Р 52623.1–2008. Технологии выполнения простых медицинских услуг функционального обследования : [утвержден и введен приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 4 декабря 2008 г. № 359-ст]. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200068115 (дата обращения: 01.02.2025).
  5. Веденина А. С., Смирнова Л. М. Оценка функционального состояния стопы с ис- пользованием плантографии // Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2008. № 5 (82). С. 136–139. 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. Т. 25, № 2. С. 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. Vol. 388, № 21. P. 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. Vol. 8, № 1. P. 100333.
  9. Yang R., Yu Y. Artificial convolutional neural network in object detection and semantic segmentation for medical imaging analysis // Frontiers in oncology. 2021. Vol. 11. P. 638182.
  10. Михайлишин В. В., Смирнова Л. М., Черкашин С. О. Цифровая обработка элек- тронных планограмм с применением технологий искусственного интеллекта как этап автоматизации плантографических исследований // Цифровая обработка сиг- налов. 2024. № 3. С. 19–24. 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. Vol. 221. P. 106903.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).