بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به گسترش بیماری آرتروز و اهمیت این بیماری به خصوص آرتروز زانو و شیوع رو به گسترش آن در بین انسانها، تشخیص زودهنگام این بیماری بسیار حائض اهمیت میباشد. به همین علت برنامههای بسیاری با پردازش تصاویر به منظور تشخیص اتوماتیکی آرتروز زانو نوشته شدهاند که هر کدام به فراخور عملکردشان، دارای معایب و مزایایی میباشد. این برنامه ها در جهت آموزش دانشجویان و همچنین کمک به تشخیص آرتروز بکار میرود.
در این مقاله سعی شده که با توجه به برنامههای قبلی و در جهت رفع برخی از محدودیت-های آنها برنامهای ساده و کم حجم با نرم افزار متلب نوشته شود که قابلیت دریافت سریع عکس رادیولوژی را داشته باشد و در اسرع وقت نتیجه حاصل را به کاربر ارائه دهد. تمامی پژوهشگران و دانشجویان علاقهمند به این مبحث با استفاده از این نرمافزار، به شکلی آسان و راحت میتوانند بر زوایای این علم اشراف یافته و در جهت یادگیری بیشتر و به صورت کاربردیتر از آن در جهت پیشگیری و یا درمان اولیه این عارضه بهره گیرند.
مقدمه
بیماریهای مفاصل از جمله رایجترین انواع بیماریها ویکی از اصلیترین عوامل ناتوانی در افراد میباشد. به طور مثال در ایالات متحده حدود 100000 هزار نفر به علت استئو آرتریت زانو یا لگن ، بدون کمک قادر به رفت و آمد بین رخت خواب و دستشویی خود نیز نیستند. تشخیص زود هنگام این بیماریها و انجام روشهای پیشگیرانه باعث کندی روند پیشروی آنها میشود.
مقالات و کتابهای پزشکی بسیاری در زمینه آرتروز زانو به زبانهای لاتین و فارسی و دیگر زبانها چاپ و منتشر گردیده است مانند کتابهایی چون تشخیص و درمان پزشکی کارنت - McPhee and - Papadakis, 2013 که در برگیرنده اطلاعات جامع پزشکی برای استفاده دانشجویان پزشکی و علاقه مندان میباشد وهمچنین کتاب اصول طب داخلی هاریسون که یکی از معتبرترین منابع در طب داخلی محسوب میشود و یا کتاب رادیولوژی تشخیصی آرمسترانگ - آرمسترانگ و همکاران، - 1384 که در بخشی از این کتاب تشخیص برخی از بیماریهای مفاصل از روی عکسهای رادیولوژی، ذکر شده است.
علاوه براین مقالات موضوعی و تشخیصی بسیاری در این زمینه موجود میباشد مثلا کار تحقیقی سید راهورول و رازالی جیدین، الگوریتمهای تشخیص لبه در عکسهای رادیولوژی را ارائه کردند که به تشخیص زود هنگام آرتروز زانو منجر میشود وهمچنین هانگ چانگ لی و همکاران به وسیلهی پردازش تصور، از روی عکسهای رادیولوژی دوبعدی به تشخیص اتوماتیک آرتروز در مفصل زانو پرداختند
در بخش اول مقاله به بررسی کارهای پیشین پرداخته شده و سپس نرم افزار پیشنهادی شرح داده میشود و در انتها بخش نتیجه گیری و پیشنهادات ذکر شده است.
کارهای پیشین
در مقالهای که توسط K.R.Kaufman و همکاران منتشر شد - - Kaufman et al, 2005، ابتدا از تابع imadjust برای بالا بردن کیفیت وضوح لبههای تیز استخوان ران و درشت نی درتصویر استفاده شده است سپس با تابع canny لبه-های استخوان ران در قسمت میانی و جانبی مشخص میشود.سپس کاربر اندازه قسمتهای میانی و جانبی را تعیین می-کند. کرانه داخلی به وسیله نقطهای که سرازیری در قسمت برآمدگی استخوان درشت نی شروع میشود،تعریف می-گردد و کرانه خارجی، لبه بیرونی سطح استخوان درشت نی در نظر گرفته میشود.
فضای استخوان بیرونی درشت نی به وسیله تشخیص روشن ترین پیکسلها در هر خط اسکن عمودی مشخص میشود. برنامه به صورت اتوماتیکی پیکسلهای سفید نزدیک به پیکسل تعریف شده را در خط اسکن قبلی مشخص میکند.هنگامیکه لبههای درشت نی و لبه تیز استخوان ران تعریف شد، الگوریتم، فاصله فضای مفصلی را در هر دو قسمت میانی و جانبی به وسیله محاسبه قسمتهای بالایی و پایینی برای هر پیکسل در سطح میانی و جانبی حاشیه تعریف شده توسط کاربر محاسبه میکند
شکل - 1 محاسبه فاصله مفصلی توسط K.R.Kaufman و همکاران
در تحقیقی دیگر که توسط Lilik Anifah و همکاران به انجام شده - - Anifah et al,2013، برای تشخیص آرتروز از چهار مرحله استفاده کردهاند.پردازش، ناحیه بندی، استخراج ویژگیها و دسته بندی نوع آرتروز به چهار دسته درجه 0، درجه2، درجه 3، و درجه .4 در مرحله نخست عکسها با شدتهای مختلف نرمالیزه میشوند و هیستوگرام نواحی متنی محاسبه میشود و ظاهر عکس بهبود مییابد. در مرحله دوم مکان فاصله مفصلی توسط gabor filter مشخص میشود. در مرحله سوم خصوصیات عکس استخراج شده و یک جدول برای رتبه بندی کردن میزان آرتروز زانو درج میشود.
در مرحله چهارم با توجه به خصوصیات استخراج شده و با مقایسه اطلاعات خروجی مرحله قبل با دادهها، - و با توجه به اینکه در این برنامه از مقایسه هر دو زانو استفاده شده است - درجه آرتروز زانو را به دست میآورد
شکل - 2 تصویر اصلی و تصویر نرمالیزه شده
