CC BY
14
2. Коваленко, О. Н. Низкотемпературное каталитическое окисление сероводорода кислородом в растворах и газовой фазе и возможности его применения для процессов сероочистки / О. Н. Коваленко, Н. Н. Кундо // Химия в интересах уст. разв. - 1999. - № 7. - С. 397-409.
3. Багиян, Г. А. Ион-молекулярные механизмы каталитического окисления тиоль-ных соединений в присутствии ионов меди / Г. А. Багиян, И. К. Королева,
Н. В. Сорока [и др.] // Химическая физика. - 2005. - Т. 24, № 6. - С. 51-62.
УДК 004.932.4
ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ ОБРАБОТКИ ФЛЮОРОГРАФИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
А. Ю. Тычков
В статье представлена разработка программного модуля обработки флюорографических изображений сердца (ФИС) в среде Delphi, сопряженной с Matlab. Предложено для обработки ФИС использовать метод декомпозиции на эмпирические моды. Разработан поэтапный алгоритм высокоточного обнаружения контура сердца на ФИС. Результаты работы приведены на соответствующих рисунках по ходу изложения материала.
Программный модуль обработки флюорографических изображений сердца предназначен для выделения контура сердца и получения его геометрических характеристик. Решение задачи точного получения геометрических характеристик сердца имеет важное значение для диагностики, прогнозирования и лечения сердца [1]. Информация, полученная при этом, может быть использована для дальнейшей обработки и построения модели сердца пациента с целью наглядного визуального представления электрической активности сердца по результатам анализа электрокардиосиганла. Программный модуль выделения контура сердца может быть применен в рентгенографических и компьютерных диагностических системах для оценки состояния сердца.
Для разработки программного модуля обработки ФИС используется высокопроизводительная вычислительная система МаАаЬ [2], позволяющая эффективно и оперативно реализовать методы обработки кардиографической информации. Однако ввиду высокой стоимости лицензии системы МаАаЬ ее использование экономически нецелесообразно. В качестве альтернативы системы МаЙаЬ предложено использовать вычислительный пакет «Matrix32» [3].
К достоинствам вычислительного пакета «Matrix32», по мнению авторов, относятся:
- возможность организации математических вычислений с многомерными массивами, имеющими элементы произвольного типа;
- возможность организации в разрабатываемых приложениях математических вычислений с использованием средств вычислительных систем Matlab;
- оперативность обработки кардиографической информации в КДС «Кардиовид».
Вычислительный пакет «Matrix32» разработан с использованием интегрированной среды ТигЬо Ве1рЫ 2006, свободно доступен и представлен в виде исходных кодов [3]. Также в данной системе более широко представле-
ны средства взаимодействия с операционной системой на любом уровне, что немаловажно при организации межпрограммного взаимодействия.
Для реализации программного модуля обработки ФИС используется следующий основной набор команд:
- LoadFromFile заменяет графический образ в объекте картинки на образ, загруженный с диска;
- Execute осуществляет отправку команды в Matlab. Командой может быть любая строка или набор строк, которые можно набрать непосредственно в окне Matlab. Функция в качестве результата работы возвращает текст, который выдает Matlab как реакцию на выполненную команду;
- GetMatrix загружает объект из рабочей области Base Matlab. Если указанного массива не существует или при загрузке возникнут ошибки, то будет сгенерировано исключение.
Программный модуль обработки ФИС включает в себя следующие функции:
- ввод фронтального и левобокового снимков в рабочую область программы;
- выделение контура сердца на снимках;
- вывод геометрических характеристик сердца;
- просмотр результатов промежуточной обработки.
Примеры реализации указанных функций приведены на рис. 1-3. Алгоритм выделения контура сердца на ФИС подробно рассмотрен в работе [4]. Данный алгоритм доказал эффективность точного выделения контура сердца на 50 обработанных изображениях. Алгоритм разработан при участии авторов работы.
На рис. 1 приведено рабочее окно программного модуля обработки ФИС. На лицевой панели программы отображены кнопки ввода «Фронтальный ФИС» и «Левобоковой ФИС», осуществляющие вывод подмодулей обработки данных для фронтального и левобокового снимков.
Рис. 1. Главное рабочее окно программного модуля
В качестве примера на рис. 2 приведено рабочее окно программного модуля обработки ФИС на фронтальном изображении. Рабочие окна программного модуля обработки ФИС на фронтальном и левобоковом изображениях выглядят одинаково. На лицевой панели программы отображены
кнопки ввода и обработки снимков, а также представлены окна вывода геометрических характеристик сердца.
Рис. 2. Рабочее окно программного модуля выделения контура сердца на фронтальном снимке
После обработки ФИС с помощью разработанного алгоритма [4] в рабочем окне программы (рис. 3) отображаются результаты его работы. На лицевой панели программы отображаются исходный снимок, контур сердца, снимок с наложенным контуром сердца и геометрические характеристики сердца. К примеру, геометрические характеристики сердца соответствующего пациента равны следующим значениям: площадь сердца 442 мм, длина контура сердца 485 мм, ширина контура сердца 172 мм, высота контура сердца 99 мм, координаты положения центра области сердца на снимке 228^208 мм.
Выделение контура сердца на фронтальном снимке
Г»иетри«о*« тара метро ое Пгашшкнм [«»
Дгмч «хтц* '11~ '
UKmu.hu I’7259
Вмсвіа.ми (*«
Цвлроерая 1228 2 2085
Рис. 3. Рабочее окно программного модуля обработки ФИС на фронтальном снимке после обработки
Список литературы
1. Амосова, Е. Н. Клиническая кардиология / Е. Н. Амосова. - Київ : Здоров'я ; Книга-плюс, 1998. - Т. 1. - 704 с.
2. Вычислительная система МайаЬ. - иКЬ: http://www.mathworks.com/.
3. Логинов, Д. С. Вычислительный пакет Майх32 / Д. С. Логинов. - иКЬ: http://www.matrix.kladovka.net.ru/.
4. Бодин, О. Н. Автоматизированная система выделения контура сердца на флюорографических снимках / О. Н. Бодин, А. Ю. Тычков, П. П. Чураков // Медицинская техника. - 2011. - № 2. - С. 33-39.
УДК 004.942
ФРАКТАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ В ПРИРОДЕ И ТЕХНИКЕ А. А. Черепков, А. В. Кузьмин
Данная работа посвящена изучению фракталов. В процессе изучения фракталов были выявлены их основные свойства: тонкая структура, нерегулярность, форма самоподобия, дробная «фрактальная» размерность, простое и рекурсивное определение. В ходе работы было проанализировано построение фрактальных фигур различных типов, реализовано построение трехмерных геометрических фрактальных фигур, выявлено огромное практическое применение фракталов в современном мире.
Фрактал - сложная геометрическая фигура, обладающая свойством самоподобия, т.е. составленная из нескольких частей, каждая из которых подобна всей фигуре целиком. В более широком смысле под фракталами понимают множества точек в евклидовом пространстве, имеющие дробную метрическую размерность, либо метрическую размерность, строго большую топологической [1-3].
Фрактал - это бесконечно самоподобная геометрическая фигура, каждый фрагмент которой повторяется при уменьшении масштаба.
Многие объекты в природе обладают фрактальными свойствами, например, побережья, облака, кроны деревьев, кровеносная система и система альвеол человека или животных. Фракталы, особенно на плоскости, популярны благодаря сочетанию красоты с простотой построения с помощью компьютера. Нас заинтересовала столь необычная природа фигур.
Цель работы: проанализировать способы построения фрактальных фигур и построить данную фигуру, используя современное программное обеспечение, такое как математический пакет SciLab 5.3.1, являющийся свобод-нораспространяемым.
Задачи исследования:
1. Изучить природу фрактальных множеств.
2. Определить способы построения фрактальных размерностей.
3. Выявить наиболее удобный и практически доступный способ.
4. Выполнить практическое построение плоской фигуры и дальнейшее превращение в пространственную.
5. Определить практическое применение фракталов и, в частности, нашей работы.
Методы исследования - теоретический и практический анализ.
