izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2021-9-62-67izmertech-1949Research ArticleМЕДИЦИНСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯMEDICAL AND BIOLOGICAL MEASUREMENTSМодель оценки неоднородности распределения характеристик глобул на изображениях новообразований кожиModel for estimating the heterogeneity of the distribution of globule characteristics in images of skin neoplasmshttps://orcid.org/0000-0002-4349-3023НикитаевВ. Г.NikitaevV. G.

Валентин Григорьевич Никитаев

Москва

Valentin G. Nikitaev

 Moscow

vgnikitayev@mephi.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0443-8504ПроничевА. Н.PronichevA. N.

Александр Николаевич Проничев

Москва

Alexandr N. Pronichev

Moscow

anpronichev@mephi.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3261-6718ТамразоваО. Б.TamrazovaO. B.

Ольга Борисовна Тамразова

Москва

Olga B. Tamrazova

Moscow

anait_tamrazova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8487-137XСергеевВ. Ю.SergeevV. Y.

Василий Юрьевич Сергеев

Москва

Vasily Yu. Sergeev

Moscow

vasesergeevu@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-2306-8959СельчукВ. Ю.SelchukV. Y.

Владимир Юрьевич Сельчук

Москва

Vladimir Yu. Selchuk

Moscow

selvu@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1418-6278КозловВ. С.KozlovV. S.

Владимир Сергеевич Козлов

Москва

Vladimir S. Kozlov

Moscow

vskozlov@mephi.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5218-0478ЛимА. О.LimA. O.

Алина Олеговна Лим

Москва

Alina O. Lim

Moscow

alinalim30@mail.ruНациональный исследовательский ядерный университет «МИФИ»РоссияNational Research Nuclear University “MEPhI” (Moscow Engineering Physics Institute)Russian FederationНациональный исследовательский ядерный университет «МИФИ»; Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»РоссияNational Research Nuclear University “MEPhI” (Moscow Engineering Physics Institute)Russian FederationРоссийский университет дружбы народовРоссияRussian Peoples' Friendship UniversityRussian FederationЦентральная государственная медицинская академия Управления делами Президента Российской ФедерацииРоссияCentral State Medical Academy of the Administrative Department of the President of the Russian FederationRussian FederationМосковский государственный медико-стоматологический университет им. А. И. ЕвдокимоваРоссияNational Research Nuclear University “MEPhI” (Moscow Engineering Physics Institute); A. I. Yevdokimov Moscow State University of Medicine and DentistryRussian Federation202115082023096267Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1949

Рассмотрена проблема диагностики меланомы кожи по цифровым изображениям опухоли. Кратко описаны клинические алгоритмы выявления меланомы кожи. Дан обзор работ, посвящённых автоматизированной оценке асимметрии распределения формы, цвета, площади глобул – важных признаков меланомы. Разработана модель оценки неоднородности распределения характеристик глобул на цифровых изображениях при диагностике новообразований кожи и предложены модели признаков неоднородности указанного распределения. Проведена экспериментальная сравнительная оценка моделей признаков с помощью программной системы, разработанной на языке С++. Определены наиболее информативные признаки неоднородности распределения характеристик глобул. Максимальная (93 %) точность оценки неоднородности распределения характеристик глобул получена для признака «приведённая обратная величина наибольшей частоты появления измеренных площадей глобул». Результаты исследования могут быть полезны при разработке систем поддержки принятия врачебных решений при диагностике меланомы.

The problem of skin melanoma diagnostics from digital images of the tumor is considered. Clinical algorithms for detecting skin melanoma are briefly described. An overview of the works devoted to the automated assessment of the asymmetry of the distribution of shape, color, area of globules – important signs of melanoma – is given. A model for estimating the heterogeneity of the distribution of the characteristics of globules on digital images in the skin neoplasms diagnosis is developed and models of signs of heterogeneity of this distribution are proposed. The comparative evaluation of the proposed models was carried out experimentally using a software system developed in C++. The most informative features are identified. The greatest accuracy 93 % in estimating the heterogeneity of the distribution of the characteristics of globules was shown by the sign “the reduced inverse of the greatest frequency of occurrence of the measured areas of globules”. The results obtained can be applied in the development of systems to support medical decision-making in the diagnosis of melanoma.

новообразования кожидиагностика меланомыпризнаки неоднородностихарактеристики глобулцифровая обработка изображенийskin neoplasmsdiagnosis of melanomasigns of heterogeneitycharacteristics of globulesdigital image processingReferencesКаприн А. Д., Старинский В. В., Петрова Г. В. Злокачественные новообразования в России в 2018 году (заболеваемость и смертность). М.: МНИОИ им. П. А. Герцена – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, 2019. 250 с.Kaprin A. D., Starinskij V. V., Petrova G. V., Zlokachestvennye novoobrazovaniya v Rossii v 2018 godu (zabolevaemost’ i smertnost’), Moscow, MNIOI im. P. A. Gercena – fi lial FGBU “NMIC radiologii” Minzdrava Rossii Publ., 2019, 250 p. (In Russ.)Menzies S. W., Moloney F. J., Byth K. et al., JAMA dermatology, 2013, vol. 149, no. 6, pp. 699–709. https://doi.org/10.1001/jamadermatol.2013.2466Menzies S. W., Moloney F. J., Byth K. et al., JAMA dermatology, 2013, vol. 149, no. 6, pp. 699–709. https://doi.org/10.1001/jamadermatol.2013.2466Argenziano G., Soyer P., Chimenti S. et al., Journal of the American Academy of Dermatology, 2003, vol. 48, no. 5, pp. 679– 693. https://doi.org/10.1067/mjd.2003.281Argenziano G., Soyer P., Chimenti S. et al., Journal of the American Academy of Dermatology, 2003, vol. 48, no. 5, pp. 679– 693. https://doi.org/10.1067/mjd.2003.281Argenziano G., Catricalà C., Ardigo M. et al, British Journal of Dermatology, 2011, vol. 164, no. 4, pp. 785–790. https://doi.org/10.1111/j.1365-2133.2010.10194.xArgenziano G., Catricalà C., Ardigo M. et al, British Journal of Dermatology, 2011, vol. 164, no. 4, pp. 785–790. https://doi.org/10.1111/j.1365-2133.2010.10194.xМалишевская Н. П., Соколова А. В., Торопова Н. П. Рекомендации по проведению дерматоскопии новообразований кожи, протокол дерматоскопического исследования: Учебное пособие для врачей. Екатеринбург: СВ-96, 2018. 23 с.Malishevskaya N. P., Sokolova A. V., Toropova N. P., Rekomendatsii po provedeniyu dermatoskopii novoobrazovanii kozhi, protokol dermatoskopicheskogo issledovaniya, Training manual for doctors, Ekaterinburg, SV-96 Publ., 2018, 23 p. (In Russ.)Tschandl P., Rosendahl C., Kittler H., Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology, 2015, vol. 29, no. 1, pp. 120–127. https://doi.org/10.1111/jdv.12483Tschandl P., Rosendahl C., Kittler H., Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology, 2015, vol. 29, no. 1, pp. 120–127. https://doi.org/10.1111/jdv.12483Жучков М. В., Тарасова М. А., Сонин Д. Б. Нодулярные меланомы кожи. Дерматоскопическая диагностика // Вестник дерматологии и венерологии. 2016. №. 6. С. 27–33.Zhuchkov M. V., Tarasova M. A., Sonin D. B., Nodulyarnye melanomy kozhi. Dermatoskopicheskaya diagnostika, Vestnik dermatologii i venerologii, 2016, no. 6, pp. 27–33. (In Russ.)Коровин С. И., Литус А. И., Литвиненко Б. В., Кукушкина М. Н., Паливец Ф. Ю. Дерматоскопия меланомы кожи: прикладное значение и перспективы // Клиническая онкология. 2012. №. 4. С. 28–32.Korovin S. I., Litus A. I., Litvinenko B. V., Kukushkina M. N., Palivets F. Yu., Dermatoskopiya melanomy kozhi: prikladnoe znachenie i perspektivy, Klinicheskaya onkologiya, 2012, no. 4, pp. 28–32. (In Russ.)Жучков М. В., Большакова Е. Е., Сонин Д. Б., Жильцова Е. Е., Шилин Р. Р., Исакова М. С., Родионова С. А. Дерматоскопический алгоритм CASH: вопросы применения в клинической практике // Дерматология. Приложение к журналу Consilium Medicum. 2019. №. 1. С. 39–42. https://doi.org/10.26442/24143537.2019.1.190203Zhuchkov M. V., Bolshakova E. E., Sonin D. B., Zhiltsova E. E., Shilin R. R., Isakova M. S., Rodionova S. A., Dermatologiya. Prilozhenie k zhurnalu Consilium Medicum, 2019, no. 1, pp. 39–42. (In Russ.) https://doi.org/10.26442/24143537.2019.1.190203Xu J., Gupta K., Stoecker W.V. et al., Archives of dermatology, 2009, vol. 145, no. 11, pp. 1245–1251. https://doi.org/10.1001/archdermatol.2009.285Xu J., Gupta K., Stoecker W. V. et al., Archives of dermatology, 2009, vol. 145, no. 11, pp. 1245–1251. https://doi.org/10.1001/archdermatol.2009.285Kawahara J., Daneshvar S., Argenziano G., Hamarneh G., IEEE journal of biomedical and health informatics, 2018, vol. 23, no. 2, pp. 538–546. https://doi.org/10.1109/JBHI.2018.2824327Kawahara J., Daneshvar S., Argenziano G., Hamarneh G., IEEE journal of biomedical and health informatics, 2018, vol. 23, no. 2, pp. 538–546. https://doi.org/10.1109/JBHI.2018.2824327Nasir M., Khan M. A., Sharif M., Javed M. Y., Saba T., Ali H., Tariq J., Current Medical Imaging, 2020, vol. 16, no. 7, pp. 794–822. https://doi.org/10.2174/1573405615666191223122401Nasir M., Khan M. A., Sharif M., Javed M. Y., Saba T., Ali H., Tariq J., Current Medical Imaging, 2020, vol. 16, no. 7, pp. 794–822. https://doi.org/10.2174/1573405615666191223122401Jiménez A., Serrano C., Acha B., 14th International Conference Image Analysis and Recognition, ICIAR 2017, Montreal, QC, Canada, July 5–7, 2017, Springer, 2017, pp. 486–493. https://doi.org/10.1007/978-3-319-59876-5_54Jiménez A., Serrano C., Acha B., 14th International Conference Image Analysis and Recognition, ICIAR 2017, Montreal, QC, Canada, July 5–7, 2017, Springer, 2017, pp. 486–493. https://doi.org/10.1007/978-3-319-59876-5_54Никитаев В. Г. Экспертные системы в информационноизмерительных комплексах онкологической диагностики // Измерительная техника. 2015. № 6. С. 67–70.Nikitaev V. G., Measurement Techniques, 2015, vol. 58, no. 6, pp. 719–723. https://doi.org/10.1007/s11018-015-0781-4.Никитаев В. Г. Высокотехнологичные информационноизмерительные комплексы онкологической диагностики: проблемы и ключевые положения методологии построения // Измерительная техника. 2015. № 2. С. 68–70.Nikitaev V. G., Measurement Techniques, 2015, vol. 58, no. 2, pp. 214–218. https://doi.org/10.1007/s11018-015-0688-0.Никитаев В. Г. Современные принципы измерений в интеллектуальных системах гистологической диагностики онкологических заболеваний // Измерительная техника. 2015. № 4. С. 68–70.Nikitaev V. G., Measurement Techniques, 2015, vol. 58, no. 4, pp. 68–70. https://doi.org/10.1007/s11018-015-0736-9.Jaworek-Korjakowska J., Tadeusiewicz R., 2013 IEEE International Conference on Image Processing, IEEE, 15–18 September 2013, Melbourne, Australia, 2013, pp. 1456–1460. https://doi.org/10.1109/ICIP.2013.6738299Jaworek-Korjakowska J., Tadeusiewicz R., 2013 IEEE International Conference on Image Processing, IEEE, 15–18 September 2013, Melbourne, Australia, 2013, pp. 1456–1460. https://doi.org/10.1109/ICIP.2013.6738299Fabbrocini G., Cacciapuoti S., Salvatores G. De Fata et al., AIMS Bioengineering, 2020, vol. 7, no. 4, pp. 306–320. https://doi.org/10.3934/bioeng.2020025Fabbrocini G., Cacciapuoti S., Salvatores G. De Fata et al., AIMS Bioengineering, 2020, vol. 7, no. 4, pp. 306–320. https://doi.org/10.3934/bioeng.2020025Yoshino S., Tanaka T., Tanaka M., Oka H., Application of morphology for detection of dots in tumor, SICE 2004 Annual Conference, IEEE, 4–6 August 2004, Sapporo, Japan, 2004, vol. 1, pp. 591–594.Yoshino S., Tanaka T., Tanaka M., Oka H., Application of morphology for detection of dots in tumor, SICE 2004 Annual Conference, IEEE, 4–6 August 2004, Sapporo, Japan, 2004, vol. 1, pp. 591–594.Chatterjee S., Dey D., Munshi S., Studies on a formidable dot and globule related feature extraction technique for detection of melanoma from dermoscopic images, Proceedings of the computer, communication and electrical technology, 2017, pp. 337–341Chatterjee S., Dey D., Munshi S., Studies on a formidable dot and globule related feature extraction technique for detection of melanoma from dermoscopic images, Proceedings of the computer, communication and electrical technology, 2017, pp. 337–341

The authors declare that there are no conflicts of interest present.