مقاله فشرده سازی ، کدینگ ونهان نگاری اطلاعات اسکن عکسهای پزشکی

بخشی از مقاله

-چکیده :

امروزه علوم پزشکی به پیشرفتهای شایان توجهی دست یافته است. روشن است این پیشرفتهای شگرف بدون یاری جستن از علوم و ابزار مهندسی مقدور نبوده است. لذا رشته مهندسی پزشکی با گرایشهای مختلف متولد گردید. رشته مهندسی پزشکی شاخهای است که همکاری نزدیک دو زمینه علوم،یعنی پزشکی و مهندسی را فراهم آورده است. هدف این رشته، تربیت نیروی انسانی متخصص است که به هر دو زمینه آشنایی نسبی پیدا نموده و نقش خود را در کمک به تأمین بهداشت عمومی ایفا کند.

تبادل نظر علمی متخصصین حوزههای مهندسی و پزشکی،که هر یک بصورت مجزا تشکیل دهنده یکی از ارکان بسیار موثر حوزه خود هستند،باعث انسجام بخشیدن به سیر تکاملی ، اجتماعی و اقتصادی از طریق برخوردهای چند رشتهای گردیده است . و این امر امکان مناسبی را در اختیار این قبیل متخصصین قرار داده است.

مقدمه

پزشکی از راه دور اصطلاحی جدید است که در استفاده از اطلاعات الکترونیک و تکنولوژیهای ارتباطی برای فراهم آوردن خدمات در زمانی که فاصلهای بین دو گروه خدمات گیرنده و خدمات دهنده وجود داشته باشد تعریف میشود. از جمله اهداف پزشک از راه دور بهبود مراقبت از بیمار، بهبود دسترسی و مراقبت پزشکی برای نواحی محروم، دسترسی بهتر به پزشکان جهت مشاوره، در دسترس قرار دادن امکانات برای پزشکان جهت هدایت معاینات خودکار، کاهش هزینههای مراقبتهای پزشکی، ایجاد خدمات مراقبت پزشکی - در سطح جغرافیایی و جمعیتی وسیع - ، کاهش نقل و انتقال بیماران به مراکز درمانی میباشد.تله مدیسین پلی ارتباطی میان علوم پزشکی و مهندسی است و در آن جامعه پزشکی از امکانات مهندسی برای ارتقای سطح سلامت جامعه استفاده میکند.

* اهداف پزشکی از راه دور

. بهبود مراقبت از بیمار

. بهبود دسترسی و مراقبت پزشکی برای نواحی روستایی و محروم

. دسترسی بهتر به پزشکان جهت مشاوره

. در دسترس قرار دادن امکانات برای پزشکان جهت هدایت معاینات خودکار

. کاهش هزینههای مراقبتهای پزشکی

. ایجاد خدمات مراقبت پزشکی - در سطح جغرافیایی و جمعیتی وسیع -

. کاهش نقل و انتقال بیماران به مراکز درمانی

. ایجاد فضای مراقبت مدیریت شده در بیمارستانها و مراکز درمانی

کاربرد اصلی پزشکی از راه دور

پزشکی از راه دور دارای کاربرد متنوع و فنآوری وسیعی است که به منظور افزایش صحت و تندرستی فرد در جامعه صورت گرفتهاست.این پدیده میتواند با نوع اطلاعات ارسال شده - مانند آزمایشهای کلینیکی و رادیو گرافیها - ، نحوه ارسال این داده مشخص شده و معنی و مفهوم یابد. از پدیده مزبور در موارد زیر میتوان استفاده عملی نمود:

-1بلایای طبیعی و جنگها

-2توسعه بهداشت در نقاط صعبالعبور

-3 کنترل بیماریهای مزمن

-4پروازهای هوایی

-5 مسافرتهای دریایی درجنگها

-6تشخیص، درمان، کنترل، پیگیری و مشاوره

-7 آموزش ارائه کنندگان خدمت و مردم

-8 منابع اطلاعاتی پزشکی شامل انواع بانکهای اطلاعاتی و پایگاههای داده های پزشکی

- انواع پزشکی از راه دور

-1مشاوره از راه دور

-2آموزش الکترونیکی

-3پایش از راه دور  

-4جراحی از راه دور  

-5درمان امراض پوستی از راه دور  -
6تصویربرداری التراسوند از راه دور

-7آسیبشناسی از راه دور

-8درمان اختلالات شناختی از راه دور

نهان نگاری اطلاعات بیمار در عکس پزشکی

مهمترین کاربرد و تشخیصهای پزشکی در پزشکی از راه دور استفاده از عکسهای مربوط به بیمار مورد نظر است برای این کار بهترین روش ارسال عکس استفاده از عکسهای دیجیتالی و ارسال از طریق اینترنت است. چون در این روش صرفه جویی زیادی در هزینه و وقت صورت می پذیرد.

در این روش ابتدا با انتخاب هرتصویر پزشکی قصد داریم تا اطلاعات پزشکی مربوط به هر فرد را در داخل تصویر پزشکی مورد نظر نهان نگاری کنیم. این اطلاعات شامل اطلاعات فردی و پرونده پزشکی بیمار است. استفاده از این روش دارای مزایای بسیار زیادی است که از آن جمله می توان به افزایش دقت و تقریباً صفر شدن احتمال خطا در جابجایی عکس پزشکی دو نفر باهم ، کاهش حجم اطلاعاتی که باید در کامپیوتر برای بیماران ذخیره شوند ، سهولت ارسال اینترنتی این تصاویر به دلیل کم بودن حجم اطلاعات آنها و .... اشاره نمود. پس از انتخاب تصویر پزشکی مورد نظر ابتدا دو مرحله روی تصویر مورد نظر تبدیل ویولت گسسته اعمال می کنیم و سپس دو ناحیه CH2 و CV2 را همان طور که در شکل زیر می بینیم ، برای انجام ادغام اطلاعات واترمارک بر روی تصویر پزشکی مورد نظر انتخاب می کنیم.

شکل  :تصویر و نواحی ایجاد شده روی یک تصویر پزشکی پس از اعمال دو مرحله تبدیل ویولت

از آنجا که مقادیر نسبت داده شده به نقاط تصویر پس از اعمال تبدیل ویولت ، دارای مقادیر منفی و مثبت می باشد ، لذا لازم است که نقاطی از این دو ناحیه را انتخاب کنیم که از نظر قدر مطلق دارای کمترین مقادیر باشند. برای اینکار ابتدا ماتریس مربوط به تصویر پزشکی میزبان را به کمک نرم افزار مطلب مرتب می کنیم ، سپس از ماتریس مرتب شده ، تعداد نقاطی برابر با تعداد نقاط واترمارک طوری انتخاب می کنیم که نقاط انتخاب شده از نظر قدر مطلق کمترین مقدار را از نظر عددی نسبت به دیگر نقاط این دو ناحیه داشته باشند. واترمارک ما در اینجا پرونده اطلاعات شخصی و پزشکی است که یک عکس متنی می باشد

از اینرو ابتدا باید متن مربوط به پرونده بیمار را به صورت یک عکس با فرمت JPG و با سایز 128*128 ذخیره کنیم. همچنین جهت کاهش حجم واترمارک باید متن فقط به رنگ سیاه باشد. پس از ایجاد واترمارک جهت کاهش بیشتر حجم آن ، آنرا از فرت RGB ابتدا به فرمت Gray-Scale و سپس به فرمت Black&White تبدیل می نماییم.جهت آشکارسازی واترمارک نهان نگاری شده بایستی آدرس نقاطی که در آنها اطلاعات واترمارک ادغام شده اند را ذخیره واین آدرس ها را در اختیار آشکارساز ، برای بازسازی تصویرقرار دهیم ، آشکارساز ما نیازمند به اطلاعات از اثر اولیه بوده است. اما اگر آدرس ها را ذخیره نکنیم و تنها بخواهیم با دانستن الگوریتم واترمارکینگ ، واترمارک را بازسازی کنیم ، آشکارساز بدون نیاز به اطلاعات از اثر اولیه می باشد.

پس از انتخاب نقاط ، باید این نقاط را به ماتریسی همشکل و هم بعد با ماتریس مربوط به واترمارک تبدیل نماییم ، تا بتوانیم آنها را به صورت ماتریسی با یکدیگر جمع کنیم. پس از اینکه مینیمم نقاط و ماکزیمم نقاط ناحیه CA2 را در ماتریسی هم بعد با ماتریس واترمارک قرار دادیم ، کافیست که تمام نقاط تصویر واترمارک را در یک ضریب آلفا ضرب نموده و سپس ماتریس بدست آمده را با ماتریس مینیمم و ماکزیمم نقاط نقاط جمع کنیم. سپس اثر فشرده سازی را روی تصاویر واترمارک شده بررسی می نماییم. تصاویری که در زیر مشاهده می نمایید مربوط به چهار بیمار با بیماری های متفاوت به نامهای مایکل ، استیو ، جک و ادوارد است. با انتخاب این تصاویر پزشکی میزبان ، واترمارک در داخل این تصاویر قرار داده می شود و کلیه آزمایشها و نتایج از روی این تصاویر بدست می آید.