روش پردازش تصویر ترکیبی(هیبریدی) برای بررسی اختلالات دیسک نوری شبکیه

چکیده

کلمات کلیدی

1.مقدمه

2. روش شناسی

شکل 1. نمودار کنده ای ابزار ترکیبی پیشنهادی

2.1. آستانه گذاری چند سطحی

2.1.1. آنتروپی شانون

2.1.2. الگوریتم جایا

2.2 سگمنتاسیون(تقسیم بندی)

2.3. ارزیابی عملکرد و اعتبار سنجی

3. نتایج و بحث

شکل 2. نتایج پیش پردازش. a: تصویر آزمایشی b: نتایج با T=2 ، c: T=3، d: T=4

شکل3. نتایج حاصل از روش پس پردازش. a: تصویر پیش پردازش شده(Im017)، b: عملکرد مقدماتی L.S ، c: عملکرد نهایی L.S، d: دیسک استخراج شده، e: تصویر WS، f: تصویر استخراج شده با WS، g: C-V نهایی، h: دیسک استخراج شده با C-V

شکل 4. تصاویر مشاهده ای مرجع از پایگاه داده. a: تصویر آزمایشی انتخاب شده، b: GT1، c: GT2، d: GT3، e: GT4، f: GT5 

شکل 5. دیسک سگمنته(تقسیم شده). a: تصویر آزمایشی، b: نتایج با L.S، c: WS، d: C-V

نمودار 1. تشابه تصویر و مقادیر آماری برای تصاویر آزمایشی ROD نورمال

نمودار2. میانگین مقادیر عملکردی تصاویر برای کل پایگاه داده RIM-ONE

شکل 6. نمایش ترسیمی مقادیر عملکردی میانگین حاصل از پایگاه داده RIM-ONE

4. نتیجه گیری

در علم چشم پزشكی، معاینه عصب و دیسک بینایی شبكیه، روشی رایج برای تشخیص انواع بیماری های چشم همچون پیری، دیابت، التهاب عصب(نوریت) بینایی، گلوكوم، پاپیلوادما و نوروپاتی ایسکمیک اپتیک است. این مقاله روشی جدید برای بررسی بیماری های شبکیه ارائه می دهد. در ابتدا بررسی دیسک نوری مطرح شده است. در طول این فرایند، تصویر ثبت شده از دیسک نوری با دوربین دیجیتالی اختصاصی، با روش پردازش تصویر بهتری، برای استخراج و ارزیابی بخش آلوده بررسی می شود. پس از دریافت اطلاعات کافی در مورد بیماری، سنجش روش های درمانی لازم برای محدود کردن / درمان بیماری در دستور کار قرار می گیرد. این مطالعه، پیاده سازی روشی ترکیبی مبتنی بر الگوریتمی اکتشافی و پشتیبانی کننده از آستانه گذاری چند سطحی و تقسیم بندی تصویر است. این روش با استفاده از محک پایگاه داده معروف شبکیه، یعنی RIM-ONE، بررسی شده است. این مطالعه از پیش پردازش مبتنی بر آستانه گذاری شانونِ هدایت شده با الگوریتم Jaya و پس پردازش مبتنی بر تقسیم بندی سطح مقطع منظم فاصله ای کمک می گیرد. کارایی بهتر روش پیشنهادیِ تقسیم بندی، نسبت به رویکرد هایی مانند نقطه عطف و روش های Chan-Vese تأیید می شود. سپس، دیسک استخراج شده با تصاویر حقیقی و مشاهده¬ای ارائه شده توسط چشم پزشک مقایسه می شود. نتایج تایید نشده نشان می دهند که روش پیشنهاد شده در مقایسه با دیگر روش ها، مقادیر میانگین بالاتری را از نظر تشابه تصویر و شاخص آماری نشان می دهد. این امر تایید می کند که روش هیبریدی پیشنهاد شده در آینده می تواند برای سنجش تناسب بالینی تصاویر شبکیه استفاده شود.

در حوزه پزشکی، معمولا برای بررسی ماهیت و شدت بیماری ها، از روش های پردازش تصویر به کمک تصاویر پزشکی ثبت شده با طیف وسیعی از روش های تصویربرداری استفاده می شود. روش های تصویربرداری برای ثبت تصویر اندام های داخلی یا خارجی استفاده می شوند. پس از ثبت تصویر، یک روش تصویربرداری و بررسی بیماری نیمه خودکار / خودکار مناسب برای شناسایی علت، مرحله عفونت، شدت، بخش آلوده و سایر اطلاعات مربوطه، به کار برده می شود. در این مطالعه، ابزار محاسبات نرم جدیدی، برای بررسی اختلالات دیسک نوری شبکیه پیشنهاد شده است. چشم یک عضو بیرونی حیاتی است، مسئول ارسال علائم بصری به مغز است. در چشم، داخلی ترین و مهم ترین عنصر، دیسک نوری است. ارزیابی تصویر شبکیه یکی از حوزه های اصلی پژوهشی است که عموما به بررسی خطاهای ساختاری و جسمی رگ های خونی شبکیه، عصب بینایی و دیسک نوری برای پیش بینی ماهیت بیماری های چشم و دیابت شدید می پردازد. تصاویر دوربین فوندوس(قعر) چشم یا یک دوربین دیجیتال خاص از دیسک نوری شبکیه(ROD) برای تشخیص آرایش رگهای شبکیه، رتینوپاتی دیابتی، فشار خون بالای چشم (OHT)، اختلال عصب بینایی، ادم ماکولا و گلوکوم به کار برده می شوند. تحقیقات اولیه نشان می دهد که بررسی دیسک های نوری و عروق شبکیه برای تشخیص انواع بیماری های شبکیه بسنده هستند و این آزمایش اصلاح در هاله، ابعاد و سطح خارج بخش های دیسک / عروق را شامل می شود. هدف این پژوهش، پیشنهاد ابزار پردازش تصویر ترکیبی برای بررسی ROD دیجیتالی موجود در پایگاه داده RIM-ONE است. این کار ترکیبی از چند آستانه گذاری را برای پیش پردازش تصویر آزمایشی و تقسیم بندی برای استخراج منطقه مورد نظر اجرا می کند. این مطالعه، از چند آستانه گذاری مبتنی بر الگوریتم جای و واحد اندازه گیری(انتروپی) شانون، برای پیش پردازش تصویر آزمایشی و همچنین از روش های رایج تقسیم بندی برای استخراج ROD از تصویر پیش پردازش آزمایشی استفاده می کند. در نهایت، آزمون نسبی بین ROD استخراج شده و تصاویر حقیقی انجام می شود و میزان تشابه تصویری و مقادیر آماری تصویر محاسبه می شود. این کار آزمایشگاهی با استفاده از نرم افزار MATLAB انجام می شود و نتیجه این مطالعه تایید می کند که روش سطح مقطع منظم فاصله ای(DRLS) عملکرد بهتری نسبت به روش های نقطه عطف و Chan-Vese ارائه می دهد.