كامپيوتر » پروژه های دانشگاهی

انجام پروژه پردازش تصاویر چشم پزشکی

نتلاش ها و پیشرفت های مهمی در عرصه پردازش تصاویر شبکیه به منظور ارائه سیستم هایی اتوماتیک جهت تشخیص بیماریهای مختلف روی آن انجام شده است. چنین سیستم هایی علاوه بر اینکه امکان پردازش تصاویر شبکیه را در حجم زیاد و با حداقل زمان و هزینه فراهم می کنند، از خستگی و ضعف های دیگری که شخص تشخیص دهنده می تواند دچار شود مبرا می باشند.
ک بیماریهایی از قبیل رتینوپاتی دیابتی۱، تخریب ماکولای وابسته به سن۲، رتینوپاتی زودرس۳ انجام شده است و کار بر روی این تصاویر در جهت معرفی الگوریتمهای جدید با قابلیت اعمال بر روی تصاویر با کیفیت و روشنایی مختلف و رسیدن به حداقل خطا همچنان ادامه دارد. همچنین امروزه با استفاده از تکنیکهای پردازش تصویر و اندازه گیری کمی توپوگرافی رگهای خونی شبکیه۴ ، ارتباط بین رگهای ریز ایجاد شده بر روی سطح شبکیه و بیماریهای قلبی مورد مطالعه قرار می گیرد. امکان انتقال تصاویر و ارتباط با نقاط دور۵ نیز باعث افزایش استفاده از تکنیکهای پردازش تصویر در تصمیم گیری های بالینی بر روی تصاویر شبکیه افراد مراجعه کننده به مراکز درمانی روستایی شده است که امروزه تحت عنوان“Tele-Ophthalmology” از آن یاد می شود. اخذ تصاویر در فواصل زمانی معین از بیمار و ثبت۶ این تصاویر نیز امکان مطالعه بر روند تغییرات الگوها و مراحل مختلف چگونگی پیشرفت بیماری بر روی شبکیه را فراهم می سازد.
azsoft.ir
azsoftir@gmail.com
0936-729-2276
azsoft.ir
azsoftir@gmail.com
کارهای مختلفی که در جهت رسیدن به این اهداف بر روی تصاویر شبکیه انجام می شود به شرح زیر است:

افزایش کنتراست۷ و یکنواخت سازی روشنایی۸ تصاویر شبکیه
تشخیص مکان، محدوده و اندازه دیسک نوری۹(جهت بررسی چگونگی پیشرفت گلوکاما)
تشخیص مکان فووآ۱۰ و محدوده ماکولا۱۱
استخراج رگهای خونی و آنالیز کمی این رگها از لحاظ قطر و مقدار
تشخیص لکه های قرمز تحت عنوان میکروآنوریزم ها۱۲ و هموریژها۱۳ و کلاس بندی آنها
تشخیص لکه های زرد تحت عنوان اگزودیتها۱۴ و کلاس بندی این الگوها به دو دسته سافت-اگزودیت ها۱۵ و هارد-اگزودیت ها۱۶

همچنین تکنیک جدید تصویر برداری از روی شبکیه ۳D-OCT17 و فراهم شدن امکان اخذ اطلاعات و تصاویر با دقت و کیفیت بالا از لایه های مختلف شبکیه باعث شده است تا با کار بر روی این تصاویر، خطای الگوریتم های ارائه شده جهت تشخیص و استخراج اتوماتیک الگوهای مرتبط با بیماریهای شبکیه را کمتر نمود، و روش ها و الگوریتم های نوینی در جهت آنالیز اتوماتیک این تصاویر معرفی کرد.

در این گروه با توجه به عملکرد مطلوب تبدیل چند مقیاسی کرولت در حوزه پردازش تصویر سعی شده است الگو های مربوط به بیماری رتینوپاتی دیابتی (اگزودیت ها، هموریژها، میکروآنوریزم ها) و همچنین مکان و محدوده دیسک نوری و رگهای خونی شبکیه با استفاده از این تبدیل و دیگر روشهای معمول پردازش تصویر از روی تصاویر دیجیتالی رنگی شبکیه استخراج شود. همچنین کار بر روی تصاویرOCT و تشخیص بیماریARMD در حال انجام می باشد. در حال حاضر بالغ بر ۲۰۰ تصویر رنگی شبکیه از بیماران مختلف تهیه شده است و علاقمندان به تحقیق در این حوزه می توانند با اعضای این گروه تماس حاصل نمایند.



WEB MD Link: Anatomy of the eye



azsoft.ir
azsoftir@gmail.com
0936-729-2276
azsoft.ir
azsoftir@gmail.com

افت شبکیه چشم یک ساختار چند لایه ای است که با ساختاری مرکب از چندین لایه سلولی، بخش خلفی حفره چشم را در بر گرفته (مطابق شکل ۱)، مسئول تبدیل انرژی نورانی به سیگنالهای عصبی برای تحلیل نهایی توسط مغز می باشد. لایه های درونی شبکیه همانند شکل ۱ شامل موارد زیر می باشند:



شکل ۱– (a) لایه های درونی شبکیه-(b) نمای دو بعدی از چشم.



نور از میان این لایه های داخلی عبور نموده، بطوریکه سلولهای میله ای[۱] و مخروطی[۲] درISL وOSL و بدنه این سلولها درONL یک بخش دریافت کننده نور[۳] را تشکیل می دهند که وظیفه آن تبدیل سیگنال نوری به سیگنال عصبی می باشد. درOPL، آکسونهای دریافت کننده نور به دندریت های سلولهای دوقطبی و سلولهای افقی که در بین نرونها و به منظور پردازش سیگنال قرار دارند، اتصال می یابند. سلولهای دو قطبی درINL، سیگنال عصبی را از دریافت کننده های نور و سلولهای افقی به آکسون منتقل می نمایند. درIPL آکسونهای دو قطبی به دندریت سلولهای گانگلیون[۴] متصل شده و سلولهای گانگلیون درGCL سیگنال عصبی را از طریق عصب بینایی[۵] به مغز منتقل می نمایند.



دو مورد از مهمترین بیماریهای مرتبط با شبکیه شامل بیماری آب سیاه[۶] و مشکلات شبکیه ناشی از مرض قند[۷] می باشد. بیماری آب سیاه دومین علت اصلی نابینایی در جهان به شمار می رود . نشانه این بیماری، گودالی شدن[۸] عصب بینایی و از دست رفتن میدان دید می باشد. دهانه عصب بینایی[۹] (ONH) بخشی است که عصب بینایی را به شبکیه متصل می نماید و ساختار دو بعدی آن دیسک بینایی[۱۰] نام دارد و تاثیرات بیماری آب سیاه در این محدوده از شبکیه ظاهر می گردد. این تغییرات در شکل ۲ نشان داده شده اند.

azsoft.ir
azsoftir@gmail.com
0936-729-2276
azsoft.ir
azsoftir@gmail.com









شکل ۲ –تغییراتONH در اثر بیماری آب سیاه. (a‏) ONH نرمال. (b‏) ONH بعد از بیماری آب سیاه.



مشکلات شبکیه ناشی از مرض قند نیز از بیماریهای منجر به نابینایی بوده ولی با تشخیص زود هنگام و معاینات سالیانه می توان از عواقب آن جلوگیری نمود. دلیل اصلی از دست رفتن بینایی در این بیماری، ورم لکه ای دیابتی [۱۱](DME) می باشد که در اثر فرو ریختن سد بین خون و شبکیه بدلیل نشتی مویرگی رخ می دهد (شکل ۳). در صورت درگیر شدن مرکز بینایی[۱۲] با ورم، احتمال نابینایی در بیمار بوجود می اید.

بررسی دقیق شبکیه برای تشخیص بیماریهای این اندام، نیازمند نوعی تصویرگیری دقیق از لایه های تشکیل دهنده آن می باشد. روشهای متداول تصویر برداری از شبکیه به شرح زیرند:
azsoft.ir
azsoftir@gmail.com
0936-729-2276
azsoft.ir
azsoftir@gmail.com
افتالمسکوپ که در سال ۱۸۵۱ توسطHermann von Helmholtz معرفی شد.

آنژیوگرافی فلورسنتی که در سال ۱۹۶۱ توسطNovotny وAlvis معرفی شد.

· OCT [13]‎ که در سال ۱۹۹۱ توسطHuang معرفی شد.

روشهای جدید تر مانند اولترسوند و اندازه گیری فلوی خون توسط لیزر.

شکل ۴ رنج کاری تصویرگیریOCT را با تکنیک های استاندارد دیگر مقایسه می نماید. این روش تصویرنگاری در ثبت تصاویری مانند اطلاعات ساختاری، جریان خون،پارامتر های کشسانی، تغییرات پلاریزاسیون و محتویات مولکولی توانایی های مناسبی دارد و با استفاده از اصول اندازه گیری طول موج از طریق بررسی تداخل اشعه های نور (اینترفرومتری)[۱۴] می تواند تصاویر دو یا سه بعدی با رزولوشن بالا از مقطع اناتومیکی مورد نظر را بسازد.



شکل ۴ - مقایسه رنج کاری تصویرگیریOCT با تکنیک های استاندارد.



یک شمای ساده برای سیستمOCT با منبع دارای همدوسی پایین به همراه یک اینترفرومتر در شکل ۵ نشان داده شده است.


azsoft.ir
azsoftir@gmail.com
0936-729-2276
azsoft.ir
azsoftir@gmail.com


شکل ۵ - یک شمای ساده برای سیستمOCT با منبع دارای همدوسی پایین به همراه یک اینترفرومتر.



با تغییر دادن محوری[۱۵] مکان بازوی مرجع، داده مورد نظر در راستای محوری بدست می آید(A scan).‎ در صورتیکه فاصله رفت و برگشتی از رفلکس داده مورد نظر با فاصله رفلکس مرجع برابر باشد، لبه های[۱۶] تداخلی در آشکار ساز دیود نوری حاصل می گردند. دامنه این لبه ها متناسب با مقدار بازتاب پذیری[۱۷] پراکنده ساز[۱۸] می باشد. یک پروفایل دو بعدی(B scan) با حرکت دادن عرضی اشعه و جمع کردن داده های محوری در هر مکان عرضی بدست می آید. تفاوتهای جزئی در لایه های مجاور به صورت تغییرات در شدت دامنه های پراکندگی مشاهده می گردند.

تکنولوژیOCT در دو نوع معمول حوزه زمان و حوزه فوریه مورد استفاده قرار گرفته است. در نوع زمانی، همانطور که در بالا ذکر شد، در صورتیکه فاصله رفت و برگشتی از رفلکس داده مورد نظر با فاصله رفلکس مرجع برابر باشد، لبه های تداخلی در آشکار ساز ظاهر می شوند. ولی در حوزه فوریه بازوی مرجع ثابت باقی می ماند و تفاوت طول مسیر نوری بین نمونه مورد نظر و بازتاب از مرجع توسط فرکانس لبه های تداخلی و بصورت تابعی از ...

697
بازدید

آگهي هاي كامپيوتر » پروژه های دانشگاهی

كامپيوتر