<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xml:lang="ru" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="https://metafora.rcsi.science/xsd_files/journal3.xsd">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="publisher-id">moitvivt</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title xml:lang="ru">Моделирование, оптимизация и информационные технологии</journal-title>
        <trans-title-group xml:lang="en">
          <trans-title>Modeling, Optimization and Information Technology</trans-title>
        </trans-title-group>
      </journal-title-group>
      <issn pub-type="epub">2310-6018</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Издательство</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.26102/2310-6018/2024.46.3.013</article-id>
      <article-id pub-id-type="custom" custom-type="elpub">1630</article-id>
      <title-group>
        <article-title xml:lang="ru">Применение искусственных нейронных сетей для поиска объектов на медицинских изображениях</article-title>
        <trans-title-group xml:lang="en">
          <trans-title>The use of artificial neural networks to search for objects in medical images</trans-title>
        </trans-title-group>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">0009-0004-6297-2742</contrib-id>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Руденко</surname>
              <given-names>Андрей Владимирович</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Rudenko</surname>
              <given-names>Andrei Vladimirovich</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>rudenkoandre@mail.ru</email>
          <xref ref-type="aff">aff-1</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">0000-0002-8334-8453</contrib-id>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Руденко</surname>
              <given-names>Марина Анатольевна</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Rudenko</surname>
              <given-names>Marina Anatolievna</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>rudenko.ma@cfuv.ru</email>
          <xref ref-type="aff">aff-2</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">0000-0002-8664-9817</contrib-id>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Каширина</surname>
              <given-names>Ирина Леонидовна</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Kashirina</surname>
              <given-names>Irina Leonidovna</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>kash.irina@mail.ru</email>
          <xref ref-type="aff">aff-3</xref>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff-alternatives id="aff-1">
        <aff xml:lang="ru">Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского</aff>
        <aff xml:lang="en">V.I. Vernadsky Crimean Federal University</aff>
      </aff-alternatives>
      <aff-alternatives id="aff-2">
        <aff xml:lang="ru">Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского</aff>
        <aff xml:lang="en">V.I. Vernadsky Crimean Federal University</aff>
      </aff-alternatives>
      <aff-alternatives id="aff-3">
        <aff xml:lang="ru">Воронежский государственный университет</aff>
        <aff xml:lang="en">Voronezh State University</aff>
      </aff-alternatives>
      <pub-date pub-type="epub">
        <day>01</day>
        <month>01</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <volume>1</volume>
      <issue>1</issue>
      <elocation-id>10.26102/2310-6018/2024.46.3.013</elocation-id>
      <permissions>
        <copyright-statement>Copyright © Авторы, 2026</copyright-statement>
        <copyright-year>2026</copyright-year>
        <license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
          <license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License</license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri xlink:href="https://moitvivt.ru/ru/journal/article?id=1630"/>
      <abstract xml:lang="ru">
        <p>Статья посвящена вопросам применения технологий искусственных нейронных сетей для определения объектов на медицинских изображениях, в том числе на изображениях внутренних органов человека, полученных в результате проведения процедуры компьютерной томографии. Целью данного исследования был выбор метода анализа медицинских изображений и его реализация в системе поддержки принятия решений в хирургии и урологии при диагностике мочекаменной болезни человека. В статье исследована применимость для решения различных задач обнаружения объектов на медицинских изображениях методов классификации, детектирования и сегментации. Показано, что для использования в системе поддержки принятия врачебных решений при диагностике мочекаменной болезни с целью планирования дальнейшего хирургического вмешательства лучше всего подходит детектирование. Поэтому в статье рассмотрены основные современные нейросетевые архитектуры, применимые для решения задачи детектирования. Для решения задачи детектирования объектов на медицинских изображениях, полученных по результатам компьютерной томографии внутренних органов человека, обоснована целесообразность применения нейросети архитектуры YOLO. По результатам вычислительного эксперимента выявлены проблемные места, связанные с детектированием сетью YOLO объектов почек и камней. Для повышения точности метода предложено использовать алгоритм нечеткой оценки результатов детектирования объектов нейросетью архитектуры YOLO. Результаты детектирования изображений нейросетью YOLO после ее модификации позволяют провести дальнейшие расчеты параметров найденных объектов для планирования хирургического вмешательства.</p>
      </abstract>
      <trans-abstract xml:lang="en">
        <p>The article is devoted to the use of artificial neural network technologies to identify objects in medical images, including images of human internal organs obtained as a result of a computed tomography procedure. The purpose of this study was to select a method for analyzing medical images and its implementation in a decision support system in surgery and urology when diagnosing human urolithiasis. The article examines the applicability of classification, detection and segmentation methods for solving various problems of object detection in medical images. It has been shown that detection is best suited for use in a medical decision support system for diagnosing urolithiasis for the purpose of planning further surgical intervention. Therefore, the article discusses the main modern neural network architectures applicable to solving the detection problem. To solve the problem of detecting objects in medical images obtained from the results of computed tomography of human internal organs, the feasibility of using a neural network of the YOLO architecture is justified. Based on the results of a computational experiment, problem areas associated with the detection of kidney objects and stones by the YOLO network were identified. To increase the accuracy of the method, it is proposed to use an algorithm for fuzzy estimation of object detection results using a neural network of the YOLO architecture. The results of image detection by the YOLO neural network after its modification allow further calculations of the parameters of the found objects for planning surgical intervention.</p>
      </trans-abstract>
      <kwd-group xml:lang="ru">
        <kwd>компьютерное зрение</kwd>
        <kwd>медицинские изображения</kwd>
        <kwd>классификация</kwd>
        <kwd>детектирование</kwd>
        <kwd>сегментация</kwd>
        <kwd>нейронные сети</kwd>
        <kwd>компьютерная томография</kwd>
        <kwd>мочекаменная болезнь</kwd>
      </kwd-group>
      <kwd-group xml:lang="en">
        <kwd>computer vision</kwd>
        <kwd>medical images</kwd>
        <kwd>classification</kwd>
        <kwd>detection</kwd>
        <kwd>segmentation</kwd>
        <kwd>neural networks</kwd>
        <kwd>computed tomography</kwd>
        <kwd>urolithiasis</kwd>
      </kwd-group>
      <funding-group>
        <funding-statement xml:lang="ru">Исследования выполнены при финансовой поддержке ФГБУ «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере», программа «Старт», конкурс «Старт-Искусственный интеллект-1» (I очередь), заявка С1ИИ-112266, договор № 27ГС1ИИС12-D7/71365.</funding-statement>
        <funding-statement xml:lang="en">The research was carried out with the financial support of the Federal State Budgetary Institution "Fund for the Promotion of Small Forms of Enterprises in the Scientific and Technical field", the Start program, the Start-Artificial Intelligence-1 competition (first stage), application C1II-112266, contract No. 27GS1IIS12-D7/71365.</funding-statement>
      </funding-group>
    </article-meta>
  </front>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="cit1">
        <label>1</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Мелдо А.А., Уткин Л.В., Трофимова Т.Н. Искусственный интеллект в медицине: современное состояние и основные направления развития интеллектуальной диагностики. Лучевая диагностика и терапия. 2020;11(1):9–17. https://doi.org/10.22328/2079-5343-2020-11-1-9-17</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit2">
        <label>2</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Аббасов И.Б., Дешмух Р.Р. Применение искусственного интеллекта для медицинской визуализации. Международный научно-исследовательский журнал. 2021;(12-1):43–49. https://doi.org/10.23670/IRJ.2021.114.12.005</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit3">
        <label>3</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Козарь Р.В., Навроцкий А.А., Гуринович А.Б. Методы распознавания медицинских изображений в задачах компьютерной диагностики. Известия Гомельского государственного университета имени Ф. Скорины. 2020;(3):116–121.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit4">
        <label>4</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Huynh Q.T., Nguyen P.H., Le H.X., Ngo L.T., Trinh N.-T., Tran M.T.-T., Nguyen H.T., Vu N.T., Nguyen A.T., Suda K. et al. Automatic Acne Object Detection and Acne Severity Grading Using Smartphone Images and Artificial Intelligence. Diagnostics. 2022;12(8). https://doi.org/10.3390/diagnostics12081879</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit5">
        <label>5</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Бурдин Д.В., Руденко М.А. Интеллектуальная система анализа и оценки медицинских изображений для поддержки принятия врачебных решений. Наноиндустрия. 2021;14(S7):821–822. https://doi.org/10.22184/1993-8578.2021.14.7s.821.822</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit6">
        <label>6</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Руденко М.А., Руденко А.В. Нечеткая модель классификации медицинских изображений на основе нейронных сетей. Международная конференция по мягким вычислениям и измерениям. 2021;1:336–339.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit7">
        <label>7</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Руденко М.А., Руденко А.В., Крапивина М.А., Лисовский В.С.  Система детектирования и анализа объектов на КТ-снимках в урологии. В сборнике: III Международная конференция по нейронным сетям и нейротехнологиям (NEURONT'2022), 16 июня 2022 года, Санкт-Петербург, Россия. Санкт Петербург: Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина); 2022. С. 38–42.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit8">
        <label>8</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Шубкин Е.О. Обзор методов сегментации медицинских изображений. В сборнике: Молодежь и современные информационные технологии: Сборник трудов XVIII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, 22–26 марта 2021 года, Томск, Россия. Томск: Национальный исследовательский Томский политехнический университет; 2021. С. 90–91.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit9">
        <label>9</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Белозеров И.А., Судаков В.А. Исследование моделей машинного обучения для сегментации медицинских изображений. Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2022;(37). https://doi.org/10.20948/prepr-2022-37</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit10">
        <label>10</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Maguolo G., Nanni L. A critic evaluation of methods for COVID-19 automatic detection from X-ray images. Information Fusion. 2021;76:1–7. https://doi.org/10.1016/j.inffus.2021.04.008</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit11">
        <label>11</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Tse Z.T.H., Hovet S., Ren H., Barrett T., Xu S., Turkbey B., Wood B.J. AI-Assisted CT as a Clinical and Research Tool for COVID-19. Frontiers in Artificial Intelligence. 2021;4. https://doi.org/10.3389/frai.2021.590189</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit12">
        <label>12</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Шагалова П.А., Ерофеева А.Д., Орлова М.М., Чистякова Ю.С., Соколова Э.С. Исследование алгоритмов предобработки изображений для повышения эффективности распознавания медицинских снимков. Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2020;(1):25–32. https://doi.org/10.46960/1816-210X_2020_1_25</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit13">
        <label>13</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Boominathan L., Kruthiventi S.S., BabuvR.V. CrowdNet: A Deep Convolutional Network for Dense Crowd Counting. In: MM '16: ACM Multimedia Conference: Proceedings of the 24th ACM international conference on Multimedia, 15–19 October 2016, Amsterdam, The Netherlands. New York: Association for Computing Machinery; 2016. pp. 640–644. https://doi.org/10.1145/2964284.2967300</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit14">
        <label>14</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Wang C.-Y., Yeh I.-H., Liao H.-Y.M. YOLOv9: Learning What You Want to Learn Using Programmable Gradient Information. URL: https://doi.org/10.48550/arXiv.2402.13616 [Accessed 12th June 2024].</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit15">
        <label>15</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Пранович А.А., Исмаилов А.К., Карельская Н.А., Костин А.А., Кармазановский Г.Г., Грицкевич А.А. Искусственный интеллект в диагностике и лечении мочекаменной болезни. Российский журнал телемедицины и электронного здравоохранения. 2022;8(1):42–57. https://doi.org/10.29188/2712-9217-2022-8-1-42-57</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit16">
        <label>16</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Руденко А.В., Руденко М.А., Каширина И.Л. Метод оценки результатов детектирования и классификации объектов на медицинских изображениях. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Системный анализ и информационные технологии. 2024;(1):137–148. https://doi.org/10.17308/sait/1995-5499/2024/1/137-148</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit17">
        <label>17</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Руденко А.В., Руденко М.А., Каширина И.Л. Алгоритмы 3D-реконструкции и расчета параметров объектов по результатам детектирования на медицинских изображениях. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2024;12(2). URL: https://moitvivt.ru/ru/journal/pdf?id=1594</mixed-citation>
      </ref>
    </ref-list>
    <fn-group>
      <fn fn-type="conflict">
        <p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p>
      </fn>
    </fn-group>
  </back>
</article>