پردازش تصاویر پزشکی
مرضیه ارشاد؛ علیرضا احمدیان؛ هوشنگ صابری
دوره 7، شماره 2 ، شهریور 1392، ، صفحه 155-162
چکیده
انطباق تصاویر قبل از عمل با فضای فیزیکی بیمار در حین عمل در سیستم های راهبری جراحی به کمک تصویر، برای ردیابی ابزار جراحی نسبت به بدن بیمار امری ضروری محسوب می شود. جراحی ستون فقرات به کمک تصویر نیز از این امر مستثنی نیست. به دلیل تفاوت در نحوه قرارگیری بیمار در تصویربرداری قبل از عمل و شرایط حین عمل، تفاوتی در انحنای ستون فقرات بیمار ...
بیشتر
انطباق تصاویر قبل از عمل با فضای فیزیکی بیمار در حین عمل در سیستم های راهبری جراحی به کمک تصویر، برای ردیابی ابزار جراحی نسبت به بدن بیمار امری ضروری محسوب می شود. جراحی ستون فقرات به کمک تصویر نیز از این امر مستثنی نیست. به دلیل تفاوت در نحوه قرارگیری بیمار در تصویربرداری قبل از عمل و شرایط حین عمل، تفاوتی در انحنای ستون فقرات بیمار ایجاد می شود این بدین معناست که یک انطباق صلب برای انطباق کل مهره ها کفایت نمی کند و لازم است که هر مهره بطور جداگانه به عنوان یک جسم صلب در نظر گرفته شود و عمل انطباق روی هر مهره بطور جداگانه صورت پذیرد. برای انطباق تک تک مهره ها از الگوریتم انطباق ICP استفاده شده. برای ارزیابی دقت انطباق، خطای TRE با در نظر گرفتن نقطه هدف در پایه مهره که محل جراحی در عمل جایگذاری پیچ در مهره محسوب می شود، محاسبه شد. در این تحقیق عوامل موثر بر خطای TRE که عبارتند از پیکره بندی نشانگرها نسبت به نقطه هدف، خطای FLE و الگوریتم انطباق مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت با پیشنهاد چند پیکره بندی مناسب از لندمارک های آناتومیکی با توجه به محدودیت های حین جراحی و همچنین در نظر گرفتن اثر FLE با استفاده از نسبت دادن وزن هایی به جفت نقاط متناظر در الگوریتم انطباق، بهبود 45 درصدی در خطای TRE حاصل شد.
پردازش تصاویر پزشکی
فاطمه ناظم؛ علیرضا احمدیان؛ محمد جواد ابوالحسنی؛ نسیم داداشی؛ معصومه گیتی؛ محمد باقر شیران
دوره 5، شماره 4 ، اسفند 1390، ، صفحه 351-358
چکیده
با توجه به گسترش روز افزون استفاده از تصویربرداری فراصوت در سیستم‌های راهبری جراحی کبد، داشتن فرآیند انطباق بین تصاویر قیل و حین جراحی که از دقت و زمان کافی برخوردار باشد امری اجتناب ناپذیر است. با وجود استفاده گسترده از الگوریتم تکراری نزدیکترین نقاط1 در روش‌های انطباق مبتنی بر ویژگی، عملکرد آن به نویز، داده‌های اضافی وو انطباق ...
بیشتر
با توجه به گسترش روز افزون استفاده از تصویربرداری فراصوت در سیستم‌های راهبری جراحی کبد، داشتن فرآیند انطباق بین تصاویر قیل و حین جراحی که از دقت و زمان کافی برخوردار باشد امری اجتناب ناپذیر است. با وجود استفاده گسترده از الگوریتم تکراری نزدیکترین نقاط1 در روش‌های انطباق مبتنی بر ویژگی، عملکرد آن به نویز، داده‌های اضافی وو انطباق اولیه حساس است. الگوریتم انطباق مبتنی بر کالمن 2unscented که اخیرا معرفی شده است، بر مشکلات ناشی از نویز و داده‌های اضافی فائق می‌آید. الگوریتم UKF فرآیندی است که به صورت افزایشی و پی‌در‌پی نقاط را در انطباق تاثیر می‌دهد و برخلاف ICP نیازی به جمع آوری تمام نقاط برای شروع ندارد، با این وجود هزینه محاسباتی بالایی دارد. از این رو در این مطالعه رویکرد جدید دو مرحله‌ای برای انطباق پیشنهاد می‌شود. الگوریتم پیشنهادی ترکیبی از ICP و UKF است که علاه بر فائق آمدن بر محدودیت‌های ICP، بردار حالت UKF را بصورت دقیق مقداردهی می‌کند و زمان اجرای UKF را کاهش می‌دهد. الگوریتم دو مرحله‌ای بر روی دیتای گرفته شده از فانتوم تست می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که الگوریتم پیشنهادی دقت الگوریتم ICPرا تا 23% و الگوریتم UKF را تا 13% در انطباق تصاویر فراصوت به سی‌تیبهبود می‌بخشد و زمان اجرای الگوریتم UKF را تا 60% کاهش می‌دهد.
پردازش تصاویر پزشکی
بهرام مومن مهربانی؛ محمدجواد ابوالحسنی؛ علیرضا احمدیان؛ جواد علیرضایی
دوره 3، شماره 1 ، خرداد 1388، ، صفحه 47-54
چکیده
در این مقاله روشی نوین برای پایش سریع تغییرات دما با استفاده از تصاویر فراصوت B-Mode ارائه شده است. در این روش، از وابستگی سرعت صوت به دما استفاده می شود. وابستگی سرعت صوت به دما باعث ایجاد جابه جایی ظاهری ذرات پراکنده ساز می گردد. جابه جایی به وجود آمده را می توان با استفاده از الگوریتم های مختلف جابه جایی سنجی و ردیابی برفک تخمین ...
بیشتر
در این مقاله روشی نوین برای پایش سریع تغییرات دما با استفاده از تصاویر فراصوت B-Mode ارائه شده است. در این روش، از وابستگی سرعت صوت به دما استفاده می شود. وابستگی سرعت صوت به دما باعث ایجاد جابه جایی ظاهری ذرات پراکنده ساز می گردد. جابه جایی به وجود آمده را می توان با استفاده از الگوریتم های مختلف جابه جایی سنجی و ردیابی برفک تخمین زد و اندازه گیری نمود. در این کار روش شارش نوری هورن – شانک برای سنجش جابه جایی های به وجود آمده به تصاویر دیجیتال فراصوت B-Mode فانتوم شبیه بافت اعمال شد. روش شارش نوری از جمله روش های بر پایه گرادیان است و بر اساس اندازه گیری تغییرات به وجود آمده در الگوی روشنائی به تخمین میزان جابه جایی می پردازد. در طراحی فانتوم از یک مقاومت گرمازا برای گرم کردن بافت در عمق استفاده شد. حین گرم کردن فانتوم، به وسیله پروب خطی سونوگرافی 10 MHz، تصاویر فراصوت دیجیتال از موضع در حال گرم شدن تهیه شد. برای سنجش میزان دقت، دمای به دست آمده در این روش، با دمای اندازه گیری شده به روش تهاجمی مقایسه شد. با بررسی نتایج به دست آمده مشاهده شد که سرعت محاسبه دما در مقایسه با تحقیق قبلی (تخمین دما به کمک الگوریتم تطبیق بلوک) به میزان قابل توجهی افزایش یافته است. بیشینه افزایش دما در فانتوم، 7oC بوده است. با بررسی و مقایسه دمای مقاومت های گرمایی با نتایج حاصل از روش شارش نوری، خطای اندازه گیری میانیگن 4oC و مقدار بیشینه خطا در طول آزمایش 9oC به دست آمد. با استفاده از روش شارش نوری می توان با سرعت بالا و حتی بی درنگ، دما را تخمین زد. از ضعف های این روش می توان به حساسیت زیاد آن به اغتشاش اشاره کرد.
مهران بابلی؛ سید علی قرشی؛ نامدار صنیعی؛ علیرضا احمدیان
دوره 2، شماره 4 ، اسفند 1387، ، صفحه 297-303
چکیده
با توجه به کاربرد روز افزون امواج فرا پهن باند در بخش پزشکی، در مطالعه حاضر از این امواج برای آشکار سازی فرکانس حرکتی قلب استفاده شده است. کارهای ارائه شده در این مقاله را می توان دو بخش تقسیم کرد: در بخش اول فرکانس حرکتی قلب به کمک امواج فرا پهن باند به صورت شبیه سازی و در قالب مدلی که برای بدن انسان در نظر گرفته شده است، به دست می آید. ...
بیشتر
با توجه به کاربرد روز افزون امواج فرا پهن باند در بخش پزشکی، در مطالعه حاضر از این امواج برای آشکار سازی فرکانس حرکتی قلب استفاده شده است. کارهای ارائه شده در این مقاله را می توان دو بخش تقسیم کرد: در بخش اول فرکانس حرکتی قلب به کمک امواج فرا پهن باند به صورت شبیه سازی و در قالب مدلی که برای بدن انسان در نظر گرفته شده است، به دست می آید. سپس حرکت قلب در بدن انسان به وسیله یک مدل لایه ای ساده شبیه سازی شده و فرکانس حرکتی این مدل به دست آمده است. در بخش دوم آزمایش های انجام شده بر بدن انسان، به کمک فرستنده و گیرنده فراپهن باند با پهنای باند GHz 2.3 انجام شده و فرکانس حرکتی قلب به کمک الگوریتم مبتنی بر تبدیل موجک به دست آمده است. نتایج حاصل و مقایسه آنها با مقادیر واقعی نشان می دهد که الگوریتم ارائه شده کاربردی و در حد مطلوبی (98%) تکرارپذیر است. همچنین نشان داده شده است که نتایج به دست آمده از کاربرد این الگوریتم در محیط واقعی برای آشکارسازی فرکانس قلب دارای دقتی بیش از 92% بوده اند.
مدل‌سازی رایانه‌ای زیستی / شبیه‌سازی رایانه‌ای زیستی
فرشته یوسفی ریزی؛ علیرضا احمدیان؛ جواد علیرضایی؛ عمادالدین فاطمی‌زاده؛ نادر رضایی
دوره 2، شماره 3 ، آذر 1387، ، صفحه 165-177
چکیده
پیچیدگی ساختار درخت راه هوایی، اثر جزئی حجم بر شاخه های ریز و کنتراست پایین بین بافت های موجود در قفسه سینه، بخش بندی آن را دشوار می سازد. پدیده نشتی به عنوان یکی از بزرگ ترین مشکلات در مسیر بخش بندی تصاویر پزشکی به ویژه در موارد پیچیده ای مانند راه های هوایی است. روش اتصال فازی با بهره گیری همزمان از دو خاصیت اصلی تصاویر یعنی وجود همگونی ...
بیشتر
پیچیدگی ساختار درخت راه هوایی، اثر جزئی حجم بر شاخه های ریز و کنتراست پایین بین بافت های موجود در قفسه سینه، بخش بندی آن را دشوار می سازد. پدیده نشتی به عنوان یکی از بزرگ ترین مشکلات در مسیر بخش بندی تصاویر پزشکی به ویژه در موارد پیچیده ای مانند راه های هوایی است. روش اتصال فازی با بهره گیری همزمان از دو خاصیت اصلی تصاویر یعنی وجود همگونی در وکسل های متعلق به یک شی و وجود یک ارتباط درهم آمیخته بین آنها، و با در نظر گرفتن خاصیت فازی ذاتی تصاویر پزشکی، الگوریتم کارامدی برای بخش بندی ساختارهای پیچیده مانند راه های هوایی است. در رویکرد جدید اتصال فازی مبتنی بر خوشه یابی فازی FCM، که تحت عنوان FC-FCM به وسیله همین گروه مطرح شده است، ضمن عدم نیاز به تعیین متغیرهای اولیه، فضای جستجو نیز با بهره گیری از تابع عضویت فضایی فازی در فرایند برگشتی رشد هسته اولیه محدود شده است. اما در تعیین شاخه های پس از لایه سوم با نشتی مواجه می شود. امکان تشخیص نشتی فقط پس از رشد آن و فرایند زمان بر تکرار بخش بندی با متغیرهای جدید که روش متداول در رویارویی با پدیده نشتی است، ما را به سمت ارائه یک فرایند بهینه سازی مبتنی بر شکل در بطن الگوریتم اتصال فازی، برای جلوگیری از تشکیل نشتی به عنوان یک شیوه جدید رهنمون شده است. با در نظر گرفتن ساختار استوانه ای شاخه های درخت راه های هوایی تابع هزینه ای که شاخصی از میزان استوانه ای بودن است، معرفی و به کار گرفته شد. شایان ذکر است کمینه کردن آن به قرار گرفتن وکسل ها در نظام استوانه ای منجر گردید. با کاربرد رویکرد جدید اتصال فازی راه های هوایی تا لایه چهارم با دقت 92.92% استخراج شدند. با استفاده از فرایند بهینه سازی در بطن رویکرد جدید اتصال فازی، ضمن ممانعت از تشکیل نشتی، شاخه های درخت راه هوایی تا لایه ششم بخش بندی شد. چنان که نتایج نشان می دهد، الگوریتم پیشنهادی OPT-FC-FCM قادر به تشخیص شاخه ها، چهار برابر بیشتر از روش FC-FCM است. تعداد کل شاخه های بخش بندی شده در روش 65 OPT-FC-FCM شاخه است که نسبت به تعداد کل شاخه های استخراج شده از روش) FC-FCM با 15 شاخه) 4 برابر بیشتر است.
پردازش تصاویر پزشکی
نادر ریاحی عالم؛ رضا آقایی زاده ظروفی؛ معصومه گیتی؛ آرین دلداری؛ علیرضا احمدیان
دوره 1، شماره 3 ، آذر 1386، ، صفحه 157-165
چکیده
در این تحقیق، ضرورت وجود یک سیستم CAD ماموگرافی و قابلیت های آن مورد بررسی و نرم افزار نمونه ای برای یک سیستم CAD مناسب بیماران بومی ایران ارایه گردیده است. بدین منظور ابتدا تصاویر بیماران توسط یک اسکنر با جداسازی 56 و 112 میکرومتر رقمی شده و سپس توسط نرم افزار نمونه مورد پردازش قرار گرفت. تحلیل و جزییات فنی مربوط به طراحی و پیاده ...
بیشتر
در این تحقیق، ضرورت وجود یک سیستم CAD ماموگرافی و قابلیت های آن مورد بررسی و نرم افزار نمونه ای برای یک سیستم CAD مناسب بیماران بومی ایران ارایه گردیده است. بدین منظور ابتدا تصاویر بیماران توسط یک اسکنر با جداسازی 56 و 112 میکرومتر رقمی شده و سپس توسط نرم افزار نمونه مورد پردازش قرار گرفت. تحلیل و جزییات فنی مربوط به طراحی و پیاده سازی نرم افزار نمونه شامل چهار قسمت اصلی؛ قابلیت های دسترسی به اطلاعات مربوط به بیماران که در گزارش های ماموگرافی در ایران مرسوم است؛ قابلیت های نمایش نرم افزار از قبیل نمایش چهار تصویر یک ماموگرام از چهار وجه پستان (RCC, RMLO, LCC, LMLO) در یک صفحه، مشخص نمودن ناحیه پستان از سایر قسمت های تصویر با حذف زمینه؛ قابلیت های پیش پردازش نرم افزار از قبیل آستانه بندی تصاویر با امکان تغییر سطح آستانه، تعیین هیستوگرام تصاویر؛ استفاده از قسمت کمک تشخیصی خودکار نرم افزار CAD شامل الگوریتم پردازشی جداسازی میکروکلسیفیکاسیون های مشکوک بوسیله کاربرد منطق فازی و ویولت. با استفاده از سیستم CAD ماموگرافی ارایه شده، جمع آوری، سازماندهی و دسترسی به اطلاعات و تصاویر بیماران به سهولت امکان پذیر گردیده است. بدینوسیله با استفاده از بانک اطلاعاتی حساسیت و ویژگی الگوریتم آشکارسازی قابل ارزیابی خواهد بود.
