tiểu luận đề tài nhận diện hình ảnh

Chúng em chân thành xin lỗi nếu trong quá trình có xảy ra một số sai sót và khuyết điểm mong thầy bỏ qua.Chúng em rất trân trọng và luôn biết ơn sự kiên nhẫn và sự hỗ trợ của thầy.Sự hướ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN LANGKHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

TIỂU LUẬN

ĐỀ TÀI: Nhận Diện Hình ảnh

Ngành: Công nghệ thông tinMôn học phần: Trí tuệ nhân tạo ứng dụngGiảng viên hướng dẫn:

Thầy Đỗ Minh Quân

BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỐI VỚI ĐỀ TÀI

1 Huỳnh Chí Kha 2174802010905 Làm silde,thuyết trình,

2 Nguyễn Văn Tự 2174802010159 Demo model,thuyết tình

3 Nguyễn Duy Anh 2174802010590 làm powerpoint

Lời cảm ơn

Trước tiên tụi em xin chân thành cảm ơn Thầy Đỗ Hữu Quân và Thầy Phùng Thế Bảo đã tạo điều kiện cho tụi em cơ hội học và tiếp thu những kiến thức về bộ môn Thị Giác Máy Tính ở học kỳ này của khoa Công Nghệ Thông Tin thuộc Trường Đại Học Văn Lang đã luôn tân tình hướng dẫn và hỗ trợ tụi em trong quá trình học cũng như trong quá trình thực hiện bài báo cáo tiểu luận cũng như xây dựng đồ án Dù trong thời gian có hạn, nhưng nhờ sự giúp đỡ của các thầy cô, chúng em đã hoàn thành bài báo cáo và đạt được kết quả mong muốn trong quá trình nghiên cứu của mình

Chúng em chân thành xin lỗi nếu trong quá trình có xảy ra một số sai sót và khuyết điểm mong thầy bỏ qua.Chúng em rất trân trọng và luôn biết ơn sự kiên nhẫn và sự hỗ trợ của thầy.Sự hướng dẫn của các thầy đã giúp chúng em tiến bộ và phát triển hơn về kỹ năng nghiên cứu cũng như giải quyết vấn đề.Bản thân chúng em cảm thấy thật là may mắn khi được học tập và làm việc dưới sự chỉ dẫn của thầy

Một lần nữa tụi em xin chân thành cảm ơn thầy đã tận tình chỉ dạy chúng em trong suốt quá trình học tập và mong rằng thầy luôn khỏe mạnh,hạnh phúc và thành công trong sự nghiệp giảng dạy

Mục Lục Bảng Phân công nhiệm vụ về đề tài: 2

Lời cảm ơn: 3

Mở Đầu: 6

Chương 1 Tổng quan về đề tài: 7

1.1 Giới Thiệu Chung về Nhận Diện Hình Ảnh và Dụng Cụ OCT: 7

1.2 Khoảng Khắc Quyết Định: Lựa Chọn Đề Tài Nhận Diện Hình Ảnh trong Y Tế với OCT: 7

Nâng Cao Chẩn Đoán và Theo Dõi Bệnh Lý: 7

* Tăng Cường Chất Lượng Chăm Sóc Y Tế: 7

* Tiết Kiệm Thời Gian và Nguồn Lực: 7

* Theo Dõi Tiến Triển và Đánh Giá Hiệu Quả Điều Trị: 7

* Nghiên Cứu và Phát Triển Công Nghệ Y Tế: 7

* Hỗ Trợ Nghiên Cứu Y Tế Cộng Đồng: 8

1.3 Đối Tượng Nghiên Cứu 8

1.4 Ý Nghĩa và Tầm Quan Trọng của Đề Tài 8

* Nâng Cao Độ Chính Xác và Tính Toàn Diện của Chẩn Đoán: 8

* Hỗ Trợ Quyết Định và Điều Trị Tối Ưu: 8

* Giảm Bớt Gánh Nặng Công Việc cho Nhân Viên Y Tế: 8

* Theo Dõi Tiến Triển và Dự Báo Phản Ứng Tương Lai: 9

* Đóng Góp Cho Nghiên Cứu Y Học và Phát Triển Công Nghệ: 9

* Góp Phần vào Chăm Sóc Y Tế Thông Minh và Hiện Đại: 9

Chương 2 Cơ sở Lý thuyết: 10

2.1 Nhận Diện Hình Ảnh Trong Y Tế: 10

2.2 Công Nghệ OCT: Nguyên Lý và Ứng Dụng: 10

A)Nguyên Lý Hoạt động của OCT: 11

* Tương Hợp Quang: 11

* Phản Xạ và Phản Xạ Tổng: 12

* Nhận Tần Số Tương Hợp: 12

* Hình Ảnh 2D và 3D: 13

* Phân đoạn và hiển thị hình ảnh: 13

*Lợi ích và Nghiên cứu của bộ máy: 13

- lợi ích: + Chuẩn đoán bệnh mắt: 12

+ Nghiên Cứu Về Bệnh Tim Mạch: 13

+ Chuẩn đoán ung thư da: 13

+ Theo dõi nhiễm sắc tố cơ bản : 13

- Nghiên cứu: + Nghiên cứu về não và hệ thống sinh học: 13

+Nghiên cứu khoa hovj vật lý Y học: 13

+Đánh giá cấu trúc mô trong: 13

2.3 Các đời máy OCT tính từ tháng 1 năm 2022 đến nay Máy OCT:···13

Coherence Tomography: 13

Heidelberg Engineering Spectralis OCT: 13

Carl Zeiss Cirrus OCT: 13

Topcon 3D OCT: 13

Optovue Avanti RTVue XR OCT: 13

NIDEK RS-3000 Advance OCT: 14

Swept-Source OCT (SS-OCT): 14

2.3 Các bước cơ bản để xây dựng 1 bộ máy OCT: 14

* Lựa chọn thiết bị quan học: 14

* Xây Dựng Interferometer trong oct : 14

* Thu thập dữ liệu : 15

* Xử lý dữ liệu: 15

* Hiển thị và lưu trữ hình ảnh của bộ máy : 15

* Kiểm tra và hiệu chuẩn của bộ máy: 16

* Tùy chỉnh và tối ưu hóa của bộ máy: 16

2.4 Ứng Dụng Nhận Diện Hình Ảnh trong Y Tế với OCT: 17

* Chẩn Đoán và Theo Dõi Bệnh Lý Mắt: 17

* Theo Dõi và Đánh Giá Bệnh Lý Mạch Máu: Atherosclerosis: 17

* Chẩn Đoán và Đánh Giá Bệnh Ung Thư: 17

* Quản Lý Bệnh Tiểu Đường: 17

* Nghiên Cứu và Phát Triển Công Nghệ Y Tế: 17

* Hỗ Trợ Quá Trình Phẫu Thuật và Phác Đồ Điều Trị: 17

* Chăm Sóc Y Tế Cộng Đồng: 17 Chương 3 Triển Khai Mô Hình Đồ Án: 18-25

Mở Đầu

Trong thời đại không ngừng phát triển của y học hiện đại đưa ra các phương pháp chẩn đoán

và theo dõi sức khỏe một cách chính xác và không xâm lấn, nhận diện hình ảnh đã nổi lên nhưmột bước tiến quan trọng Trong bối cảnh này, Dụng cụ Hình ảnh Tương hợp Quang (OCT) đang mang đến một diện mạo mới, đưa ra những triển vọng hứa hẹn trong việc hiểu rõ bệnh

lý và cung cấp cơ sở cho quyết định chăm sóc sức khỏe hiệu quả

OCT, một công nghệ quan sát không xâm lấn, giúp chúng ta thám hiểm cấu trúc mô một cách chi tiết và độ phân giải cao Đặc biệt, trong lĩnh vực y tế, OCT đã trở thành một dụng cụ quan trọng, đặc biệt là trong chẩn đoán và theo dõi các bệnh lý liên quan đến mắt, là cửa sổ quan trọng mở ra không gian tư duy đối với sức khỏe con người

Đồ án này không chỉ là sự tìm hiểu về OCT, mà còn là hành trình khám phá cách nhận diện hình ảnh có thể được tích hợp với dụng cụ này để đưa ra những thông tin chi tiết và hữu ích Chúng ta sẽ đắm chìm vào thế giới của nhận diện hình ảnh y tế, đặt câu hỏi về cách mà thông tin từ OCT có thể được tối ưu hóa để hỗ trợ quá trình chẩn đoán và quản lý bệnh

Chương 1 Tổng quan về đề tài

1.1 Giới Thiệu Chung về Nhận Diện Hình Ảnh và Dụng Cụ OCT

Nhận diện hình ảnh với dụng cụ OCT Mô tả sự quan trọng của nhận diện hình ảnh trong lĩnh vực y tế và giới thiệu về công nghệ OCT, làm nền tảng cho sự tích hợp của nó với nhận diện hình ảnh

1.2 Khoảng Khắc Quyết Định: Lựa Chọn Đề Tài Nhận Diện Hình Ảnh trong Y Tế với OCT

Đây là một số lý do mà chúng em lựa chọn đề tài nhận diện hình ảnh trong y tế với oct:

* Nâng Cao Chẩn Đoán và Theo Dõi Bệnh Lý:

Nhận diện hình ảnh có thể cung cấp các công cụ mạnh mẽ để hỗ trợ trong quá trình chẩn đoáncác bệnh lý y tế Bằng cách này, các bác sĩ và nhân viên y tế có thể đạt được độ chính xác cao hơn trong việc xác định và phân loại các tình trạng bệnh lý

* Tăng Cường Chất Lượng Chăm Sóc Y Tế:

Việc sử dụng nhận diện hình ảnh có thể giúp nâng cao chất lượng chăm sóc bệnh nhân bằng cách cung cấp thông tin chi tiết và toàn diện hơn về tình trạng sức khỏe của họ Điều này có thể dẫn đến việc đưa ra kế hoạch điều trị và quản lý bệnh tốt hơn

* Tiết Kiệm Thời Gian và Nguồn Lực:

Công nghệ nhận diện hình ảnh có thể giúp tự động hóa quy trình đánh giá hình ảnh y tế, giảm bớt gánh nặng công việc cho nhân viên y tế và tăng cường hiệu suất làm việc Điều này giúp tiết kiệm thời gian và nguồn lực, cho phép chú ý tập trung hơn vào việc chăm sóc và tư vấn bệnh nhân

* Theo Dõi Tiến Triển và Đánh Giá Hiệu Quả Điều Trị:

Nhận diện hình ảnh cũng hỗ trợ trong việc theo dõi tiến triển của bệnh lý và đánh giá hiệu quảcủa các biện pháp điều trị Điều này có thể giúp quyết định liệu pháp nào là hiệu quả nhất và

có thể được tối ưu hóa để cải thiện kết quả điều trị

* Nghiên Cứu và Phát Triển Công Nghệ Y Tế:

Lĩnh vực nhận diện hình ảnh trong y tế còn mang lại cơ hội lớn cho nghiên cứu và phát triển công nghệ Sự tiến bộ trong lĩnh vực này có thể dẫn đến sự đổi mới trong chẩn đoán và quản

lý bệnh, mở ra cánh cửa cho các phương pháp mới và hiệu quả hơn

* Hỗ Trợ Nghiên Cứu Y Tế Cộng Đồng:

Việc áp dụng nhận diện hình ảnh trong y tế có thể đóng góp vào nghiên cứu y tế cộng đồng bằng cách cung cấp dữ liệu đa dạng và chi tiết Điều này có thể hỗ trợ trong việc hiểu rõ hơn

về tình trạng sức khỏe của cộng đồng và phát triển các biện pháp phòng ngừa

1.3 Đối Tượng Nghiên Cứu

Đối tượng nghiên cứu của dự án bao gồm bệnh nhân, người sử dụng cuối cùng như bác sĩ, chuyên gia y tế, dữ liệu hình ảnh từ thiết bị OCT, cộng đồng y tế, và chuyên gia công nghệ Mục tiêu là nghiên cứu và phát triển ứng dụng nhận diện hình ảnh trong y tế sử dụng công nghệ OCT

1.4 Ý Nghĩa và Tầm Quan Trọng của Đề Tài

Ý nghĩa và tầm quan trọng của đề tài "Nhận diện Hình ảnh trong Y tế bằng Dụng cụ OCT" là không thể phủ nhận, đặc biệt trong bối cảnh ngày nay với sự tiến bộ của công nghệ và mong muốn nâng cao chất lượng chăm sóc y tế Dưới đây là một số điểm về ý nghĩa và tầm quan trọng của đề tài này:

* Nâng Cao Độ Chính Xác và Tính Toàn Diện của Chẩn Đoán:

Nhận diện hình ảnh, đặc biệt là khi kết hợp với công nghệ OCT, có thể cung cấp thông tin chi tiết và độ chính xác cao về các tình trạng sức khỏe Điều này làm tăng tính toàn diện của quá trình chẩn đoán, giúp bác sĩ và nhân viên y tế đưa ra quyết định chính xác và nhanh chóng.

* Hỗ Trợ Quyết Định và Điều Trị Tối Ưu:

Đối với bác sĩ và nhóm chăm sóc y tế, khả năng nhận diện hình ảnh giúp họ có cái nhìn toàn diện về tình trạng của bệnh nhân Điều này không chỉ hỗ trợ quyết định chẩn đoán mà còn giúp tối ưu hóa kế hoạch điều trị, tăng khả năng thành công của các biện pháp y tế.

* Giảm Bớt Gánh Nặng Công Việc cho Nhân Viên Y Tế:

Tích hợp nhận diện hình ảnh có thể giúp tự động hóa một số công đoạn trong quá trình chẩn đoán và theo dõi bệnh lý Điều này giúp giảm bớt gánh nặng công việc cho nhân viên y tế, tăng cường hiệu suất làm việc và giảm thiểu khả năng phạm sóng trong quá trình xử lý thông tin.

* Theo Dõi Tiến Triển và Dự Báo Phản Ứng Tương Lai:

Cung cấp khả năng theo dõi tiến triển của bệnh lý và dự báo phản ứng của bệnh nhân với điều trị Điều này giúp tạo ra một hệ thống quản lý bệnh lý dựa trên dữ liệu, giúp cải thiện sự hiểu biết về tự nhiên của bệnh lý và tạo ra phương án điều trị phù hợp.

* Đóng Góp Cho Nghiên Cứu Y Học và Phát Triển Công Nghệ:

Nghiên cứu này đóng góp vào lĩnh vực nghiên cứu y học và phát triển công nghệ y tế Việc hiểu rõ và áp dụng nhận diện hình ảnh trong ngữ cảnh của dụng

cụ y tế OCT có thể mang lại những tiến bộ quan trọng và đổi mới trong chẩn đoán và quản lý bệnh.

* Góp Phần vào Chăm Sóc Y Tế Thông Minh và Hiện Đại:

Tích hợp nhận diện hình ảnh với công nghệ OCT thúc đẩy hình thành mô hình chăm sóc y tế thông minh và hiện đại, giúp tối ưu hóa quy trình y tế, tăng cường khả năng dự đoán và giảm thiểu sai sót trong chẩn đoán.

Chương 2 Cơ sở Lý thuyết 2.1 Nhận Diện Hình Ảnh Trong Y Tế

Để hiểu rõ hơn về nhận diện hình ảnh trong y tế, chúng ta sẽ bắt đầu bằng việc xem xét các nguyên lý cơ bản của nhận diện hình ảnh và cách nó đã và đang được ứng dụng trong lĩnh vực

y tế Chương này sẽ đưa ra cái nhìn tổng quan về các phương pháp nhận diện hình ảnh, các thuật toán phổ biến, và những thành tựu đáng chú ý trong lĩnh vực này

2.2 Nguyên Lý Hoạt động của bộ máy Optical Coherence

Chùm ánh sáng được chiếu vào mẫu, chẳng hạn như cấu trúc mô nội tạng hoặc mô mắt, và sau đó bị phản xạ từ các lớp khác nhau của mẫu, như mô hoặc mạch máu Ánh sáng phản xạ tương hợp với ánh sáng truyền thẳng tại interferometer, tạo ra một biểu đồ tương hợp (interferogram) chứa thông tin về cấu trúc mô bên trong mẫu

Độ dài đường đi của chùm ánh sáng vào mẫu có thể được điều chỉnh thông qua một cơ cấu thay đổi độ dài (delay line) để thu được thông tin từ các lớp mô khác nhau Chùm ánh sáng sau đó được quét qua mẫu từ nhiều hướng khác nhau, tạo ra nhiều interferogram từ các điểm khác nhau trong mẫu Dữ liệu này được thu thập và phân tích để tạo ra hình ảnh chi tiết và không xâm lấn của cấu trúc mô, làm cho OCT trở thành công cụ quan trọng trong chẩn đoán y

tế và nghiên cứu mô

2) Phát ánh sáng và ghi nhận phản xạ trong Optical Coherence Tomography (OCT)

Trong quá trình hoạt động của bộ máy Optical Coherence Tomography (OCT), ánh sáng chính là "nguồn năng lượng" quan trọng để xâm nhập vào cấu trúc mô bên trong Một nguồn ánh sáng laser, thường có bước sóng ngắn và nằm trong khoảng hồng ngoại, được sử dụng để tạo ra chùm ánh sáng Điều này là cơ sở để khám phá thông tin về cấu trúc mô và đặc tính quang học của chúng

Chùm ánh sáng được chia thành hai hướng khác nhau: một hướng đi vào mẫu cần quan sát (Sample Arm), và hướng còn lại được sử dụng như chùm tham chiếu (Reference Arm) Chùmánh sáng từ Sample Arm được chiếu vào mẫu, gặp phản xạ từ các lớp mô khác nhau, mang theo thông tin chi tiết về cấu trúc bên trong

Quá trình ghi nhận phản xạ xảy ra tại interferometer, nơi ánh sáng phản xạ từ mẫu và ánh sáng tham chiếu tương hợp quang Interferogram, biểu đồ thể hiện sự tương hợp hoặc tương hợp trừ giữa ánh sáng từ hai nguồn, là "hình ảnh phản xạ" chứa đựng thông tin về cấu trúc mô

và độ phản xạ

Quá trình này tạo nên khả năng quét và thu thập dữ liệu từ nhiều điểm khác nhau trong mẫu, cuối cùng hình thành hình ảnh chi tiết và không xâm lấn về cấu trúc mô Phát ánh sáng và ghi nhận phản xạ là hai bước cơ bản nhưng quyết định để bộ máy OCT có khả năng tạo ra hình ảnh chất lượng cao và có ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y học và nghiên cứu

3) Tạo ra tần số Tương Hợp trong bộ máy Optical Coherence Tomography (OCT) :

Quá trình tạo ra biểu đồ tương hợp trong bộ máy Optical Coherence Tomography (OCT) đóngvai trò quan trọng trong việc thu thập thông tin chi tiết về cấu trúc mô bên trong mẫu một cách không xâm lấn Ánh sáng từ nguồn laser được chia thành hai hướng: một hướng chiếu vào mẫu cần quan sát và hướng thứ hai được sử dụng như chùm tham chiếu Khi ánh sáng từ mẫu và tham chiếu tương hợp quang tại interferometer, một biểu đồ tương hợp, hay interferogram, được tạo ra

Quá trình này đòi hỏi điều chỉnh độ dài đường đi của ánh sáng trong Sample Arm, thông qua một cơ cấu thay đổi độ dài Điều này cho phép thu thập thông tin từ các lớp mô khác nhau trong mẫu Bằng cách quét ánh sáng qua mẫu từ nhiều hướng, nhiều interferogram được thu thập từ các điểm khác nhau, tạo nên một bộ dữ liệu phong phú

Dữ liệu từ interferogram sau đó được xử lý để tái tạo hình ảnh chi tiết và chất lượng cao của cấu trúc mô bên trong Quá trình này mang lại khả năng xem xét các cấu trúc mô với độ phân giải cao, không cần phải xâm lấn vào mẫu Điều này làm cho bộ máy OCT trở thành một công

cụ quan trọng trong lĩnh vực y học, đặc biệt là trong chẩn đoán và theo dõi các bệnh lý mà không đòi hỏi phương pháp truyền thống hay phẫu thuật phức tạp

4) Hình Ảnh 2D và 3D của bộ máy Optical Coherence Tomography (OCT)

Trong bộ máy Optical Coherence Tomography (OCT), quá trình quét 2D và 3D đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập thông tin chi tiết về cấu trúc mô bên trong mẫu một cách hiệu quả và không xâm lấn Trong quá trình quét 2D, ánh sáng từ Sample Arm được di chuyển quamẫu từ một hướng duy nhất, tạo ra hình ảnh 2D của một lớp cắt mảnh cụ thể Dữ liệu từ nhiềuđiểm trong mẫu được thu thập và xử lý để tạo ra hình ảnh chi tiết

Ngược lại, quá trình quét 3D mở rộng khả năng quan sát bằng cách di chuyển chùm ánh sáng

từ nhiều hướng khác nhau Điều này tạo ra một chuỗi các hình ảnh 2D liên kết với nhau, hình thành một hình ảnh 3D chân thực về cấu trúc mô bên trong mẫu Sự lựa chọn giữa quét 2D và 3D phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng, từ việc chẩn đoán y tế đến nghiên cứu khoa học

Cả hai quy trình đều là những bước quan trọng để tạo ra hình ảnh chất lượng cao và có khả năng phân giải cao, cung cấp cái nhìn toàn diện về cấu trúc mô bên trong cơ thể mà không đòihỏi phương pháp xâm lấn hay chụp hình truyền thống Điều này làm cho OCT trở thành một công cụ mạnh mẽ trong lĩnh vực y học và nghiên cứu.

5) Phân đoạn và hiển thị hình ảnh trong bộ máy Optical Coherence Tomography (OCT)

Sau quá trình quét và thu thập dữ liệu, bước quan trọng tiếp theo trong bộ máy Optical Coherence Tomography (OCT) là phân đoạn và hiển thị hình ảnh để chuyển đổi dữ liệu thành thông tin hữu ích và dễ hiểu

Trong quá trình phân đoạn, dữ liệu thu thập từ quá trình quét được phân tích để xác định rõ ràng ranh giới giữa các cấu trúc mô khác nhau trong mẫu Các thuật toán phân đoạn hình ảnh đóng vai trò quan trọng, sử dụng cả xử lý hình ảnh và máy học để tự động xác định và đặt ra các biên cấu trúc mô

Tiếp theo, thông tin từ quá trình phân đoạn được sử dụng để tạo ra hình ảnh 2D và 3D Hình ảnh 2D cung cấp cái nhìn chi tiết của cắt mảnh mẫu ở một độ sâu cụ thể, trong khi hình ảnh 3D mang lại cái nhìn toàn diện về cấu trúc mô bên trong mẫu Sự sáng tạo trong việc áp dụng màu sắc và độ sáng giúp làm nổi bật các kích thước khác nhau, tạo ra hình ảnh rõ ràng và dễ hiểu

Cuối cùng, hiển thị đa lớp cho phép quan sát cùng một hình ảnh từ nhiều góc độ và độ sâu khác nhau, cung cấp thông tin chi tiết và toàn diện Quá trình này không chỉ hỗ trợ chẩn đoán

y tế mà còn đóng góp vào nghiên cứu về cấu trúc mô, mang lại lợi ích lớn cho cả lĩnh vực y học và khoa học nghiên cứu

6) Lợi ích và Nghiên cứu của bộ máy Optical Coherence Tomography (OCT)

Bộ máy Optical Coherence Tomography (OCT) có nhiều ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực

y tế và nghiên cứu, mang lại những đóng góp đáng kể trong chẩn đoán, theo dõi, và hiểu biết

về cấu trúc mô trong cơ thể Dưới đây là mô tả về các ứng dụng chính của OCT trong lĩnh vựcnày:

A) Lợi ích:

1) Chẩn Đoán và Theo Dõi Bệnh Lý Mắt:

OCT là công cụ quan trọng trong chẩn đoán và theo dõi các bệnh lý mắt như đục thủy tinh thể, viêm nước mắt, hoặc đau mắt Nó cung cấp hình ảnh chi tiết về các lớp mô trong mắt, giúp bác sĩ đưa ra quyết định chẩn đoán chính xác và lên kế hoạch điều trị