بخشی از مقاله
چکیده
شناسایی عناصر تشکیل دهندهی خون از اهمیت زیادی در زمینهی تشخیص و درمان بیماریها برخوردار است. از بین عناصر اصلی خون شناسایی گلبولهای سفید و همچنین تشخیص تغییرات آن به دلیل نقشی که در سیستم ایمنی بدن دارند نیز اهمیت ویژهای را دارا میباشد. از آنجا که تشخیص دستی توسط متخصص زمانبر و به دلیل خطای انسانی دارای دقت کمی میباشد ارائهی یک روش اتوماتیک برای تشخیص سلولهای خونی میتواند بسیار کارا و موثر باشد. قطعا تکنیکهای پردازش تصویر در اینجا نقش زیادی میتواند داشته باشد. از اینرو در این پژوهش الگوریتمی برای تشخیص اتوماتیک گلبولهای سفید خون ارائه شده است .
در اینجا تصاویر از یک پایگاه داده استاندارد و به صورت دو مجموعه مجزا برای آموزش و تست مورد استفاده قرار گرفته است. برای شناسایی اتوماتیک از دو ویژگی سلولهای خونی و دو روش طبقه بندی پرسپترون چندلایه و ماشین بردار پشتیبان استفاده شده است، که در نهایت گلبولهای سفید خون با دقت %100 شناسایی شدهاند. نتایج اعمال الگوریتم بر تصاویر نشان میدهد که روش پیشنهادی میتواند برای تشخیص سلولهای سفید خون بسیار مناسب باشد.
-1 مقدمه
یکی از اجزا مهم و کاربردی بدن انسان خون است. ماده تشکیل دهنده خون پلاسماست و از انواع بافت های پیوندی میباشد. این عنصر اساسی، اکسیژن و مواد مغذی را به سایر اندام های بدن رسانده و وظیفه دفع مواد مضر را نیز به عهده دارد. هر انسان بالغ تقریبا دارای 5 لیتر خون است که این مقدار حدود 7 تا 8 درصد وزن کل بدن است. عناصر اصلی تشکیل دهنده خون شامل گلبول های قرمز1 - اریتروسیت ها - ، گلبول های سفید - 2لکوسیت ها - و ذرات کوچکی به نام پلاکت3 - ترومبوسیت ها - میباشد. گلبول های قرمز عهدهدار اکسیژن رسانی به بدن هستند که این گلبولها به شکل سکههای کوچک از دو طرف کاو میباشند و بیشترین تعداد سلول های بدن را شامل میشوند.
وظیفه گلبول های سفید نقش دفاع از بدن در برابر عوامل خارجی و جلوگیری از نفوذ عفونتهاست . این سلولها هستهدار و متحرک بوده و به دلیل وجود یا عدم وجود گرانولهای اختصاصی در سیتوپلاسم، به دو گروه دانهدار - گرانولوسیت - 4 و بدون دانه - آگرانولوسیت - 5 دسته بندی می شوند. گرانولوسیتها شامل سه دسته نوتروفیل ها، ائوزینوفیلها و بازوفیلها بوده و آگرانولوسیتها به دو دسته لنفوسیتها و مونوسیتها تقسیم میشوند. مونوسیت ها بزرگترین گلبولهای سفید و لنفوسیتها نسبت به انواع گلبولهای سفید کوچکتر و دارای یک هسته بزرگ هستند. پلاکت ها فاقد هسته و اجسام کروی یا بیضی شکل کوچک میباشند که از سلولهای بزرگی در مغز استخوان به نام مگاکاریوسیتها تشکیل میشوند و در ایجاد انعقاد و تشکیل لخته خون نقش دارد. در شکل 1 نمونه گرافیکی از عناصر تشکیل دهندهی خون آورده شده است.
شکل : 1 تصویر گرافیکی از عناصر تشکیل دهندهی خون
تشخیص عناصر اصلی خون و تغییرات آنها به ویژه گلبولهای سفید در تشخیص بسیاری از بیماریها از اهمیت زیادی برخوردار هستند، که در حالت عادی به صورت چشمی و توسط پزشک انجام میگیرد. این درحالی است که تشخیص اتوماتیک میتواند دقت و سرعت تشخیص را تا حد قابل ملاحظهای افزایش دهد. طبق مطالعات انجام شده، پردازش تصویر یکی از روشهای موثر در این زمینه میتواند باشد، که میزان خطاهای انسانی و هزینهها را نیز تا حد مطلوبی کاهش میدهد.
با استفاده از روشهای پردازش تصویر، سلولهای خونی در تصاویر تشخیص داده میشوند و این فرصت را ایجاد میکند تا بتوان علاوه بر طبقهبندی و جداسازی سلولهای خون برخی از بیماریهای خونی نظیر، آنمی، عفونت ها و لوسمیها را مورد بررسی قرار داد. در این تحقیق از ویژگیهای بافت، رنگ و روشهای یادگیری شبکه عصبی و ماشین بردار پشتیبان برای تشخیص گلبولهای سفید خون استفاده شده است. نتایج بررسی نشان میدهد که روش پیشنهادی با دقت و سرعت قابل توجهی می-تواند گلبولهای سفید خون را مشخص کرده و جدا کند. در ادامه ابتدا در بخش 2 خلاصهای از کارهای انجام شده در این زمینه آورده شده است سپس در بخش 3 روشهای استفاده شده که شامل استخراج ویژگی و روشهای طبقهبندی میباشد بیان شده است، بخش 4 شامل پیادهسازی نتایج و مقایسه نتایج میباشد، در بخش 5 نیز نتیجهگیری و ایدهای برای کارهای آینده آورده شده و در نهایت در بخش 6 منابع مورد استفاده بیان شده است.
