پایان نامه ارشد رایگان درباره روش پیمایش، رژیم غذایی، پردازش تصویر، فیزیولوژی

دانلود پایان نامه

3-4-2- مسئله دیریکله ترکیبی 51
3-4-3- قیاس مداری 51
3-4-4- ارتباط روش با فرایند انتشار در بینایی ماشین 52
3-4-5- روش پیمایش تصادفی بهبود داده شده 54
3-4-6- خلاصه الگوریتم 55
3-4-7- ویژگیهای الگوریتم از نظر تئوری 55
3-4-8- ویژگیهای رفتاری 57
3-4-8-1- مرزهای ضعیف 57
3-4-8-2- مقاومت در برابر نویز 58
3-4-8-3- نواحی مبهم و فاقد برچسب 59

عنوان صفحه

فصل چهارم: بررسی نتایج
4-1- مقدمه 61
4-2- خصوصیات دادهها 61
4-3- نحوه پیادهسازی روش پیشنهادی 62
4-4- بحث روی نتایج حاصل از روش¬های پیشنهادی 64
4-5- بررسی تکنیکی 67
4-5-1- ضریب Dice 69
4-5-2- محاسبه تشابه 70
4-6- مقایسه با روشهای پیشین 71
4-7- نتیجهگیری 76

فصل پنجم: جمعبندی و کارهای آینده
5-1-مقدمه 78
5-2- پیشنهادات برای مطالعات آینده 79

فهرست منابع 80

فهرست جداول

عنوان صفحه

جدول2-1. مروری بر روشهای ارائه شده در 70 مقاله 34
جدول3-1. مراحل الگوریتم PSO 41
جدول4-1. الف) مشخصات نمونههای استفاده شده در این تحقیق
(بانک دادهای MICCAI) ب) مشخصات نمونههای استفاده شده در این تحقیق
(بانک دادهای STACOM) 62
جدول 4-2. پارامترهای الگوریتم PSO 63
جدول 4-3. دقت روش ارائه شده در بطن چپ و راست توسط معیار Dice 69
جدول 4-4. دقت روش ارائه شده در بطن چپ و راست توسط معیار شباهت (%) δ 71
جدول 4-5. خطای بخشبندی در روش ارائه شده 75
جدول 4-6 . خطای بخشبندی در سایر روشهای بخشبندی 75

فهرست شکلها

عنوان صفحه

شکل 1-1. تصویر بخشبندی شده در دو ناحیه 4
شکل1-2. شکل هندسی بطن چپ و راست 5
شکل1-3. تصویر کامل MRI قلب 6
شکل1-4- تصویر ساختار قلب 7
شکل 1-5. تصویر MRI قلبی در پایان دیاستول (سمت چپ)
و پایان سیستول (سمت راست) 9
شکل 1-6 . تصویر قلب در پایان دیاستول (سمت چپ) و پایان سیستول (سمت راست) 10
شکل 1-7. تصویر برداری ام آر آی 11
شکل1-8. تغییرات قلب در تصویر MRI 13
شکل 1-9. اسلایسهای short-axis از apex to base 14
شکل1-10. تصویر بخش بندی شده دستی MRI 15
شکل 2-1 . محاسبه خودکار ROI در تصویرMRI با روش
تصویر منتخب ژورنالElsevier 21
شکل 2-2 . استفاده از کانتورهای فعال برای بخش بندی بطن چپ قلب
در تصاویر MRI کانتور ابتدایی با رنگ سیاه مشخص شده است. 25
شکل 2-3. در تصویر بالا a مربوط به مرحله Mid-diastole و در b تصاویر
بخشبندی mesh با فیبر مستقیم و در c هم بطن چپ و راست را می بینیم. 26
عنوان صفحه

شکل 2-4. تصویر سه بعدی قلب و استفاده از الگوریتم انطباق 27
شکل 2-5. (a) تصویر سه بعدی بخشبندی شده توسط AMM،
(b تصویر بخشبندی شده بصورت دستی 30
شکل 2-6 . بخشبندی بر مبنای اطلس 31
شکل3-1. روند روش ارایه شده 39
شکل 3-2. روش PSO 40
شکل 3-3 . الف- تصویراصلی و بخشبندی شده نمونه اول ب- تصویراصلی
و بخشبندی شده نمونه دوم 43
شکل 3-4. الف) نتیجه بخشبندی توسط PSO و ساختار عملیاتی نمونه اول
ب) نتیجه بخشبندی توسط PSO و ساختار عملیاتی نمونه دوم 46
شکل3-5. محاسبه احتمال اینکه پیمایشگر تصادفی با شروع از نقطه vi ابتدا
به نقطه برچسب گذاری شده xi برسد کافی است مسیله مدار الکتریکی
معادل با مسیله ترکیبی دیریکله را حل کرد. 48
شکل 3-6.. تصویر اصلی، تصویر باینری بخشبندیشده توسط الگوریتم PSO
و ساختار عملیاتی و تصویر باینری بخشبندی شده توسط پیمایشگر تصادفی بهبود یافته،
الف) نمونه اول، ب)نمونه دوم 56
شکل 3-7. بررسی مرزهای ضعیف 58
شکل3-8. یافتن مرزهای ضعیف 58
شکل3-9. (الف) تصویر ورودی و (ب) تصویر نهایی بخش بندی شده 59
شکل 4-1. تصاویر باینری که توسط الگوریتم PSO بخشبندی شده است.
الف) بیمار اول ب)بیمار دوم ج)بیمار سوم د) بیمار چهارم 65
شکل 4-2. تصاویر باینری که توسط روش PSO و ساختارهای عملیاتی
بخشبندی شده است. الف)بیمار اول ب) بیمار دوم ج) بیمار سوم د) بیمار چهارم 66
عنوان صفحه

  پایان نامه با کلید واژه هاینهج البلاغه، غازان خان، سوره بقره، حق تصرف

شکل 4-3. تصاویر بخشبندی شده نهایی توسط روش پیمایشگر تصادفی بهبود یافته 67
شکل 4-4. نتایج حاصل از بخشبندی توسط مدل ارائه شده و بخشبندی دستی
توسط فرد متخصص، خطوط قرمز رنگ بخشبندی توسط مدل ارائه شده
و بخشبندی دستی خطوط سبز رنگ 68
شکل 4-5. تصاویر بخشبندی شده توسط روش پیمایش تصادفی سنتی 72
شکل 4-6.. الف- تصویر بخشبندی شده توسط PSO و پیمایش تصادفی سنتی
ب- تصاویر بخشبندی شده توسط روش پیمایش تصادفی بهبود یافته بدون PSO
ج- بخشبندی توسط روش ارائه شده 72

فصل اول

مقدمه

1-1- مقدمه

قلب یک عضو حیاتی از سیستم گردش خون بدن انسان است. عملکرد مناسب قلب برای جلوگیری از بیماریهای قلبی عروقی ضروری است. نداشتن ورزش، کم تحرکی، استرس، رژیم غذایی نامناسب و عوامل ژنتیکی همه در ایجاد و افزایش اختلالات قلبی عروقی نقش اساسی دارند.
بیماریهای قلبی عروقی در حال حاضر جزء سه علت اول مرگ و میر و ناتوانی انسانها در سراسر دنیا بوده و در حال تبدیل شدن به اصلی ترین عامل مرگ و میر و ناتوانی در اغلب کشورها می باشد [1]. از این رو کنترل و درمان این بیماریها یک مسئله مهم میباشد. در گذشته نظارت بر فشار خون، آزمایش خون برای تشخیص کلسترول و ECG روش هایی بود که برای نظارت بر سلامت قلبی عروقی افراد در اختیار پزشک قرار داشت. در سال های اخیر با پیشرفت در علم پزش
کی و مهندسی پزشکی، تجهیزات تصویربرداری برای تشخیص و کنترل بیماریها به کمک پزشکان آمدهاند. تا آنجا که تشخیص و درمان بیماریهای قلبی عروقی تا حد زیادی به روشهای مختلف تصویربرداری همانند اکوکاردیوگرافی، توموگرافی کامپیوتری( (CT ، آنژیوگرافی عروق کرنری و تصویر برداری رزونانس مغناطیسی((MRI قلبی متکی است.
وضوح بالای تصویر اصلیترین امتیاز MRI میباشد که توانایی به تصویرکشیدن بافتهای نرم بدن را دارا است. بنابراین MRI برای تصویربرداری از قلب، مغز، عضلات و تومورها بسیار مناسب است. تصویربرداری چند وجهی یکی دیگر از ویژگیهای MRI میباشد که قادر به گرفتن تصاویر مقطعی بر روی هر سطح، بدون تغییر دادن موقعیت بیمار است. همچنین به این دلیل کهMRI از پرتوهای الکترومغناطیسی RF)) استفاده میکند تاثیرات مضر تابش اشعه رادیواکتیویته و X-ray در تصویربرداری هستهای و CT را ندارد.
انجام MRI روی تعداد زیادی از بیماران قلبی عروقی در جامعه یک حجم قابل توجهی از دادهها را تولید میکند. تجزیه تحلیل این دادهها به وسیله رادیولوژیست یا پزشک کار وقتگیری است. همچنین تفسیر آنها به تشخیص پزشک متکی است و بنابراین میتواند مستعد خطا باشد. بنابراین استفاده از کامپیوتر و روشهای پردازش تصویر به عنوان راه حلی برای حل این مشکلات مطرح شده است. در چند دهه اخیر آنالیز تصاویر قلبی، خصوصا بخشبندی1 تصاویر قلبی موضوع بسیاری از مطالعات بوده است. بخشپذیری تصاویر برای بسیاری از کارهای سطح بالا همانند تجزیه تحلیل تصاویر، تشخیص به کمک کامپیوتر، مدل سازیهای هندسی ساختارهای آناتومیکی و یا ساخت مدلهای بیومکانیکی که برای شبیهسازی عمل جراحی مورد استفاده قرار میگیرند، به عنوان یک پیشنیاز محسوب میشود.
بخشبندی تصاویر قلبی عبارت است از شناسایی قلب یا هر کدام از ویژگیهای آناتومیکی و یا فیزیولوژیکی وابسته به آن از تصاویر دو بعدی یا سه بعدی.
هدف اساسی در بخشبندی تصویر این است که تصویر داده شده را داخل دو یا چند منطقه بخشبندی کنیم. یک مثال ساده از بخشبندی تصویر قلب در دو ناحیه در شکل 1-1 نشان داده شده است، ناحیه u1 متناظر با شی مورد نظر (پیش زمینه) و ناحیه u2 پس زمینه تصویر میباشد.

  پایان نامه ارشد با موضوعطول فصل رشد

شکل 1-1. تصویر بخشبندی شده در دو ناحیه

به عبارت دیگر هدف در این مثال شناسایی دو گروه از پیکسلهای u1و u2 میباشد که به صورت زیر تعریف میشوند.

= {u_ij ┤ ├ : ∀(i, j)∈Ω_1 } u1
(1-1)
= {u_ij ┤ ├ : ∀(i, j)∈Ω_2 } u2

در مورد روشهای اتوماتیک بخشبندی قلب مطالعات زیادی صورت گرفته است اما هنوز تشخیص محیط و کانتورها نیاز به اصلاح در حد روش دستی را دارند. علیرغم کارهای بسیاری که در مورد بخشبندی بطنهای راست و چپ تصاویر قلبی انجام شده است اما مسئله هنوز باقیست [2].
در بخشبندی بطن راست و چپ تصاویر قلبی چالشهایی وجود دارد که عمدتا به دلیل آناتومی قلب و خصوصیات تصاویر MRI میباشد. برخی از مشکلات که در بخشبندی تصاویر قلبی وجود دارند عبارتند از:
تنوع در سرعت، موقعیت، چرخش قلب و اختلاف در تباین2 و وضوح تصاویر میباشد، که برای هر کدام از روشهای بخشبندی میتواند مشکلساز باشد.
تصاویر بازسازی شده ممکن است شامل نویز و دیگر آرتیفکتهایی باشند که بیشتر به دلایل زیر ایجاد میشوند:
نویز حرارتی
حرکت قلب و تنفس
خطای کمی، که به علت تخمین زدن مرزهای پیوسته قلب به وسیله یک منحنی دیجیتال اتفاق می افتد.
ممکن است بافتهایی که در قلب و مجاورت قلب وجود دارند شدت روشنایی سطح خاکستری مشابه داشته باشند.
بطن راست بر خلاف بطن چپ که شکل منظم و بیضوی دارد، شکل نامنظم هلالی شکلی را داراست که ضخامت دیواره آن 3 تا 6 برابر نازکتر از حفره بطن چپ میباشد (شکل1-2) که این موضوع منجر به محدودیت دقت در تفکیک فضایی تصاویر MRI میشود.

شکل1-2. شکل هندسی بطن چپ و راست

به علت دلایل ذکر شده مسئله بخشبندی بطنها به خصوص برای بطن راست هنوز باقیست. به علت منظم بودن شکل بطن چپ و به این علت که عملکرد بطن چپ حیاتیتر از بطن راست است اکثر مطالعات روی بطن چپ متمرکز بوده است اما در سالهای اخیر روشهایی هم برای بخشبندی بطن راست ارائه شده است [3]. در شکل 1-3 تصویر MRI و حفرهها و بطنها مشخص شدهاند.

شکل1-3. تصویر کامل MRI قلب

1-2- قلب انسان

1-2-1- ساختار قلب و عملکرد قلب
قلب انسان متشکل از چهار حفره: دهلیز راست، بطن راست، دهلیز چپ و بطن چپ می باشد که در شکل 1-4 نشان داده شده است.

شکل1-4. تصویر ساختار قلب

بطن چپ: بطن چپ شکل خاص بیضوی دارد و توسط میوکاردیوم احاطه شده است که ابعاد ضخامت آن از 6 تا 16 میلیمتر متفاوت است. بطن چپ خون اکسیژنه را از طریق دریچه دولختی (میترال) از دهلیز چپ دریافت کرده و آن را از طریق دریچه آئورتی به آئورت و به این ترتیب به سراسر بافت‌های بدن می‌فرستد.
بطن راست: بطن راست شکل پیچیده هلالی شکلی دارد و 3 تا 6 برابر در ضخامت نازکتر از حفره بطن چپ میباشد. بطن راست خون را از طریق دریچه سه‌لختی از دهلیز راست دریافت می‌کند؛ و سپس آن را از طریق دریچه ششی به سرخرگ ششی و به سوی ششها می‌فرستد.
اپیکاردیوم3: دیواره خارجی قلبی در بین میوکارد و بافتهای اطراف (چربی و ریه) قرار دارد و حاوی پروفایل تراکمی متفاوت بوده و تباین کمی با میوکاردیوم نشان میدهد. از این رو بخشبندی دیواره اپیکاردیال مشکل بوده به ویژه در بطن راست به دلیل کاهش ضخام
ت آن این مشکل مشهود است.
اندوکاردیوم4: اندوکاردیوم حفره بطن چپ را احاطه میکند .MRI تباین خوبی بین میوکاردیوم و جریان خون بدون نیاز به اصلاح تباین بدست میدهد. با این حال هنوز مشکلاتی وجود دارد که عمدتا به دلیل سطح خاکستری در جریان خون و بویژه بدلیل حضور برآمدگیها و نامنظمیهای عضلات دیواره میباشد. این میتواند باعث جلوگیری از ترسیم دقیق دیواره شود. بر طبق استانداردهای کلینیکی این نامنظمیها نبایستی در بخشبندی دیواره اندوکاردیال در نظر گرفته شوند. بعلت آسانتر بودن بخشبندی دیواره اندوکاردیال در قیاس با دیواره اپیکاردیال و از آنجایی که تنها سطح محیط مورد نیازجهت محاسبه حجم حفره میباشد برخی مطالعات روی بخشبندی اندوکاردیوم متمرکز شده است.
چرخه قلبی: به مدت زمان بین شروع یک ضربان تا شروع ضربان بعدی، یا به عبارت دیگر ابتدای سیستول5 (انقباض قلبی) تا ابتدای سیستول بعدی را چرخه قلبی میگویند. جریان خون توسط چرخههای مختلف قلب تنظیم میشود. هنگامی که عضله قلبی بطن چپ منقبض میشود خون از بطن چپ به درون آئورت پمپ میشود این فاز انقباض قلبی یا سیستول نام دارد. دیاستول6 زمان استراحت دوره قلبی است که در خلال آن قلب از خون پر میشود. زمان سیستول، خون از قلب خارج می شود.
انقباض عضله قلب چند میلی ثانیه پس از شروع پتانسیل عمل آغاز میشود و تا چند میلی ثانیه پس از خاتمه آن ادامه مییابد. مدت انقباض عضله قلب تابع مدت پتانسیل عمل و کفه آن است که در عضله دهلیزی 2/0 ثانیه و در عضله بطن 3/0 ثانیه است.
حجم پایان دیاستولی: به حجم بطن در پایان دیاستول که حدود (mL) 120-110 می باشد حجم پایان دیاستولی (ED) میگویند.
حجم پایان سیستولی: به حجم باقیمانده خون در داخل بطن که حدود (mL)40-50 است حجم پایان سیستولی(ES) میگویند.
حجم ضربهای: مقدار خونی که طی سیستول از بطن خارج می شود که حدود (mL)170 است حجم ضربهای گفته میشود.
کسر تخلیه7: به کسری از حجم پایان دیاستول بطن که با هر ضربهای از بطن خارج میشود کسر تخلیه (EF) میگویند [4]. در افراد طبیعی کسر تخلیه در حدود 65-60 درصد میباشد. در فعالیتهای سنگین این حجمها تغییر میکنند.
(1-2) EF=(EDV-ESV)/EDV

  پایان نامه با کلید واژگانانقلاب مصر

از محیط و کانتورهای اندوکاردیال و اپیکاردیال جهت تعیین عملکرد قلبی استفاده میشود [5،6]. پزشکان علاقهمند به محاسبه جرم8 بطن راست و بطن چپ و حجم آنها در دو لحظه خاص در چرخه قلبی هستند، زمان بیشترین انقباض (انتهای سیستول) و زمان بیشترین پر شدن قلب (پایان دیاستول). شکلهای(1-5 و 1-6).

شکل 1-5. تصویر MRI قلبی در پایان دیاستول (سمت چپ) و پایان سیستول (سمت راست)

شکل 1-6 . تصویر قلب در پایان دیاستول (سمت چپ) و پایان سیستول (سمت راست)

1-3- تصویر برداری رزونانس مغناطیسی

در تصویر برداری ام ار آی شکل 1-7 بیمار در یک میدان مغناطیسی قوی قرار میگیرد. این موجب میشود محور چرخش پروتونهای هسته اتمها در تمام بافتهای بدن بخصوص پروتونهایی که در هسته مولکول آب قرار دارند در امتداد خطوط میدان مغناطیسی ام ار آی قرار گیرند. سپس امواج رادیویی خاصی به سوی بدن بیمار تابانده میشود. این امواج که بصورت پالس فرستاده میشوند موجب میگردند

این نوشته در پایان نامه ها و مقالات ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

دیدگاهتان را بنویسید