تشخيص هوشمند موارد پاتولوژيك از طريق تصاوير ميكروسكوپي كليه

كارشناسي ارشد

در اين پايان‌نامه، روش‌هايي براي تحليل خودكار تصاوير و تعيين ويژگي‌هاي هندسي اجزاي كليوي ارائه‌شده است. كليه تقريباً از يك ميليون واحد فيلتر كننده به نام نفرون و هر نفرون از يك گلومرول و يك توبول تشكيل‌شده است. گلومرول¬ها فيلترهاي كوچك يا دستگاه غربالگري هستند و توبول¬ها ساختاري مثل يك لوله نازك دارند كه به گلومرول¬ها متصل شده‌اند. يكي از شاخص‌هاي مهم در تشخيص حالات داراي آسيب يا پاتولوژيك از موارد معمولي و همچنين تشخيص ميزان اثر داروها و مواد تزريقي بر اجزاي كليه، تعيين ميانگين مساحت و ضخامت گلومرول‌ها است. در حال حاضر، در بسياري از مراكز درماني، از روش‌هاي دستي براي مقياس¬گذاري بر روي تصاوير كليوي استفاده مي‌شود. اين روش‌ها علاوه بر آنكه زمان‌بر هستند، داراي خطاي اندازه‌گيري قابل‌ملاحظه نيز هستند. تعداد 94 تصوير ميكروسكوپي برش داده‌شده حاوي تك گلومرول از بافت 6 موش صحرايي نژاد ويستار تهيه‌شده است. الگوريتم پيشنهادي توانست 90 تصوير را به‌درستي مقياس¬گذاري كند. محاسبه ضخامت متوسط غشاء پايه¬اي گلومرول و قطر متوسط گلومرول و كپسول بومن، هدف كلي در اين پايان‌نامه است. براي اين منظور ابتدا قسمت¬هاي اضافي موجود بر روي جسم هدف، شناسايي و حذف مي¬شود. روش مبنا براي محاسبه ضخامت متوسط به‌گونه‌اي است كه خطوطي مقطعي در بخش¬هاي مختلف جسم رسم شده، ضخامت¬هاي محلي محاسبه و درنهايت از آن‌ها ميانگين¬گيري صورت مي‌گيرد. براي محاسبه قطر متوسط، مركز هندسي گلومرول و كپسول بومن تقريب زده‌شده، از آن مركز، خطوطي شعاعي رسم، شعاع‌هاي محلي محاسبه و درنهايت از آن‌ها ميانگين¬گيري صورت مي‌گيرد. روش‌هاي ديگري براي ضخامت و قطر نيز ارائه‌شده است و درنهايت هر سه فاكتور مورفولوژيك مذكور به‌صورت تجربي و توسط نرم¬افزار MOTIC نيز محاسبه و نتايج حاصل از الگوريتم هوشمند با آن مقايسه شد. نتايج محاسبه ضخامت به روش مبنا، داراي خطاي 2.09% و قطر گلومرول و كپسول بومن نيز به ترتيب داراي خطاهاي 1.15% و 1.84% در مقايسه با نتايج تجربي است. درحالي‌كه روش‌هاي ديگر خطاهايي بيشتري دارند. اهميت بيشتر اين مقايسه مربوط به زمان انجام محاسبات است كه آن را ساعت¬ها كاهش داده و به چند ثانيه رسانده است. نتايج ارائه‌شده حاصل از استفاده از الگوريتم پيشنهادي روي تصاوير با اشكال مختلف، عملكرد قابل‌قبول آن را در شرايط متفاوت نشان داده و همچنين گواهي بر دقت، سرعت و قابليت اطمينان بسيار بالاي آن مي¬باشد. درنتيجه مي‌توان از آن براي اندازه‌گيري‌هاي مورفولوژيك دقيق و سريع براي كاربردهاي درماني بهره گرفت.

192354

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر برهان بيگ زاده

مكاترونيك

دكتر اميرحسين دوايي مركزي