Модель І Метод Автоматизованого Високоточного Вимірювання Тривимірних Об’єктів За Даними Комп’ютерної Томографії

Предметом вивчення є лінійні розміри тривимірних об’єктів за даними комп’ютерної томографії, зокрема металевих чужорідних тіл у тканинах і органах людини. Мета дослідження – розробити математичну модель і метод автоматизованого високоточного вимірювання лінійних розмірів тривимірних об’єктів за результатами комп’ютерної томографії з реалізацією у вигляді програмного забезпечення. Завдання: сформувати математичну модель подання тривимірного об’єкта у воксельному просторі; розробити метод сегментації металевих фрагментів за результатами комп’ютерної томографії; запропонувати метод просторового вирівнювання сегментованих об’єктів на підставі аналізу основних компонент; розробити метод визначення максимального лінійного розміру об’єкта в новій координатній системі; реалізувати запропоновану модель і метод у вигляді програмного забезпечення й експериментально перевірити точність вимірювання. Методи дослідження: аналіз томографічних показників, порогова сегментація з адаптивним вибором порогових значень, хвильовий алгоритм пошуку зв’язаних компонент, аналіз основних компонент для визначення орієнтації об’єкта, воксельне моделювання й обчислення евклідових відстаней між граничними точками тривимірного об’єкта. Досягнуті результати. Запропоновано математичну модель подання тривимірного об’єкта й метод автоматизованого високоточного визначення його максимального лінійного розміру. Метод реалізовано у вигляді програмного модуля й апробовано на 72 зразках металевих фрагментів шести типів, розміщених у біологічних тканинах органів свині. Середнє відхилення не перевищує 3%, а в найскладніших випадках залишається в межах 5%, що свідчить про високу точність і стабільність запропонованого підходу. Висновки: розроблена модель і метод забезпечують автоматизоване й об’єктивне визначення лінійних розмірів чужорідних тіл за даними комп’ютерної томографії без участі оператора. Запропоноване програмне забезпечення може бути використане у військовій медицині, судово-медичній експертизі, медицині катастроф і закладах охорони здоров’я, де критично важливими є швидкість і достовірність діагностичних рішень.