Wärmebildbasierte Diagnose dermatologischer Erkrankungen

May 01, 2023

Ashu Sharma (Forschungswissenschaftler)

Die Forschungsarbeiten im schnell wachsenden Bereich IT und Informatik gehen seit 52 Jahren auf Hochtouren und es macht uns stolz, dass einige talentierte Mädchen und Jungen lobenswerte Forschungsarbeiten von weitreichender Bedeutung leisten.

Auch die Informatikabteilung der JU betreibt eine zukunftsorientierte Forschungsarbeit mit weitreichenden Anwendungen und bedeutenden Auswirkungen. Ich betreibe eine Pionierforschung zu dem wichtigen Thema im Zusammenhang mit dermatologischen Erkrankungen, die weltweit am weitesten verbreitet sind, und unsere Erkenntnisse werden durch Erkenntnisse zu fruchtbaren Ergebnissen führen und die Situation durch eine gründliche Untersuchung dieses wichtigen Themas sinnvoll verändern.

Trotz der Prävalenz ist die Diagnose solcher Krankheiten äußerst schwierig und erfordert umfassende Erfahrung auf diesem Gebiet. Laut einer Studie konsultieren 24 Prozent der Bevölkerung einmal im Jahr ihren Hausarzt wegen eines Hautproblems. Unsere Abteilung verfügt über eine geeignete Infrastruktur und hochqualifizierte und erfahrene Fakultäten und ist bestrebt, in verschiedenen wichtigen Forschungsbereichen Spitzenleistungen zu erbringen unsere „hochbegabte und motivierte Jugend“.

Es sei erwähnt, dass ich ernsthaft an dieser Forschungsarbeit unter der edlen Leitung von Prof. Pawanesh Abrol, Leiter der Abteilung für Informatik und IT der Universität Jammu, und auch unter der Mitleitung von Prof. Praveen Kumar Lehana, Leiter der Abteilung für Elektronik, JU, arbeite . Laut einer Umfrage waren Hautkrankheiten weltweit die vierthäufigste Ursache für nicht tödliche Krankheitslasten, und drei der weltweit häufigsten Krankheiten waren Hautkrankheiten. Die Menschen in Indien, insbesondere in ländlichen Gebieten und Kleinstädten, machen sich keine großen Sorgen über Hautkrankheiten und lassen sich zunächst nicht von einem Dermatologen behandeln. Der Nutzen meiner Arbeit ist in der Tat sehr wichtig. Leider gibt es in den meisten ländlichen Gebieten kaum Dermatologen und die Menschen werden im Allgemeinen von paramedizinischem Personal in der primären Gesundheitsversorgung, in kommunalen Gesundheitszentren und in Überweisungskrankenhäusern behandelt. Viele dermatologische Erkrankungen (Hauterkrankungen) wie bakterielle Infektionen, Pilzinfektionen, Ekzeme und Krätze haben viele gemeinsame Merkmale. Daher ist es für einen Nicht-Dermatologen äußerst schwierig, diese Erkrankungen in einem frühen Stadium zu diagnostizieren. Hauterkrankungen können die Lebensqualität des Patienten erheblich beeinträchtigen. Untersuchungen zufolge leiden Patienten mit primären Hauterkrankungen wie Psoriasis, Alopecia areata und Vitiligo häufiger unter psychischen Problemen wie Angstzuständen und Depressionen.

Wärmebildtechnik

Die derzeitige Forschung basiert hauptsächlich auf Wärmebildern, die dabei helfen, Hauterkrankungen bereits im frühesten Stadium zu erkennen, noch bevor sie auftreten. Mithilfe von Wärmebildern werden andere Erkrankungen untersucht, bei denen die Hauttemperatur das Vorhandensein einer Entzündung im darunter liegenden Gewebe widerspiegeln kann oder bei denen der Blutfluss aufgrund klinischer Unregelmäßigkeiten erhöht oder verringert ist. Derzeit verwenden viele Ärzte Wärmebildkameras, um eine Reihe von Erkrankungen wie Arthritis, Verletzungen durch wiederholte Belastung, Muskelschmerzen und Kreislaufprobleme zu erkennen.

Eine Wärmebildkamera erkennt die von einem Gegenstand erzeugte Infrarotstrahlung und erstellt ein Wärmeprofil der Szene, während eine normale Kamera Fotos mit sichtbarem Licht aufnimmt, wie in Abbildung 1 dargestellt. Die Infrarot-Thermografie ist eine sehr komfortable, schnelle, zuverlässige, berührungslose und kostengünstige Methode. Es handelt sich um eine Technologieform, die im Laufe der Zeit ein breites Anwendungsspektrum bietet. Im medizinischen Bereich kann die Wärmebildtechnik Fachleuten dabei helfen, zahlreiche Erkrankungen zu entdecken, indem sie heiße und kalte Regionen an ihrem Körper erkennt. Anhand dieser Informationen können Ärzte Gelenk-, Gefäß- und Hauterkrankungen vorhersagen. Darüber hinaus gibt es für die Wärmebildkamera im medizinischen Bereich vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Die Wärmebildtechnik kann Veterinärmedizinern dabei helfen, zahlreiche Erkrankungen bei Tieren zu entdecken, indem sie heiße und kalte Regionen an ihrem Körper erkennt. Anhand dieser Informationen können Tierärzte Gelenk-, Gefäß- und Hauterkrankungen vorhersagen. Zur Leckageerkennung können beispielsweise Lecks an einer Gasleitung mit einer Wärmebildkamera erkannt werden. Bei der Inspektion von Bauwerken kann die Wärmebildtechnik äußerst nützlich sein, um die Festigkeit, Risse und Undichtigkeiten in Gebäuden, Straßen und Brücken zu erkennen und so viele Leben vor Unfällen zu retten. Wärmebildkameras werden für Feuerwehrleute zu einem unverzichtbaren Werkzeug, da sie wichtige Punkte vom Lärm isolieren können. Mit anderen Worten: Wärmebildkameras helfen den Feuerwehrleuten, über die dichte Rauchwolke hinauszuschauen und zu erkennen, was sich dahinter verbirgt. Dies ist eine große Hilfe beim Auffinden von Personen, die in einem Gebäude eingeschlossen sind, oder bei der Identifizierung eines Einstiegspunkts für eine Rettung, wenn die Temperatur relativ niedrig ist. Die Wärmebildtechnik ist in medizinischen Anwendungen besonders nützlich bei der Erkennung von Krankheiten im menschlichen Körper. Jedes Organ des menschlichen Körpers hält eine konstante Temperatur aufrecht. Mit der Wärmebildkamera können Temperaturanomalien jedes Organs festgestellt werden, was bei der Erkennung verschiedener Krankheiten nützlich ist. Der Einsatz von Wärmebildkameras zur frühzeitigen Diagnose von Krankheiten kann bei der Behandlung hilfreich sein.

Wärme- und Bildkameras, die zum Sammeln von Bildern der Patienten verwendet werden, sind kostspielig, aber sehr nützlich, um die Infrarotstrahlung des Objekts zu erkennen und durch Dunkelheit oder Rauch zu sehen. Wärmebildkameras messen die Oberflächentemperatur. Der Imager kann Bilder im internen Speicher, auf einer Speicherkarte oder auf einem USB-Speichergerät speichern. Der Imager enthält die SmartView-Software, eine leistungsstarke, professionelle Software, die sich für Qualitätsanalysen und Berichte eignet. Der Imager funktioniert auch mit den Fluke Connect App-Geräten. Das Ziel der Forschung besteht darin, die thermischen Dermatologiebilder zur Identifizierung der Krankheit zu untersuchen.

Die vorliegende Forschung verwendet visuelle Bilder sowie Infrarot-/Wärmebilder als Eingabe und es werden Vorverarbeitungsvorgänge durchgeführt, um das Bild zu verbessern. Nach der Vorverarbeitung erfolgt die Merkmalsextraktion mit verschiedenen Techniken. Das erwartete Ergebnis der vorliegenden Forschung wäre ein Rahmen für die Analyse dermatologischer Erkrankungen auf der Grundlage von Infrarot-/Wärmebildern. Aktuelle Forschungen, die sich hauptsächlich mit Wärmebildern befassen, sollen dabei helfen, Hautkrankheiten bereits im frühesten Stadium zu erkennen, noch bevor sie auftreten. Es kann dem Dermatologen auch bei der genauen und rechtzeitigen Diagnose dermatologischer Erkrankungen helfen.

Während Prof. Pawnesh Abrol und Prof. Parveen Kumar eine entscheidende Rolle spielen, muss allen Wissenschaftlern eine angemessene Anleitung und ein Arbeitsumfeld geboten werden, damit fruchtbare und optimale Forschungsergebnisse von Weltklassequalität zum Nutzen der Menschheit erzielt werden können. Die höheren Behörden der JU sollten der Erforschung der Talente der jüngeren Generation in den Bereichen Wissenschaft, Technologie und allen Bereichen menschlicher Aktivitäten höchste Priorität einräumen, um Exzellenz in der JU zu erzielen und durch Innovationen und andere Schritte mehr Vorteile für die Verbesserung des Lebens der Menschen zu schaffen.

* Ashu Sharma ist wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Informatikabteilung. JU.