بخش بندی خودکار اسکلتی-عضلانی در تصاویر پزشکی

اهداف: آسیب­ های اسکلتی- عضلانی یکی از مشکلاتی است که افراد بسیاری در سراسر جهان به خصوص سربازان و نیروهای نظامی که نیازمند فعالیت فیزیکی زیاد و خاص برای انجام وظایف رزمی هستند، به آن دچار می­شوند. به منظور تشخیص خودکار مشکلات اسکلتی- عضلانی در تصاویر پزشکی، مرحله اول؛ بخش بندی استخوان­ها و ماهیچه­ ها در این تصاویر است. هدف از انجام پژوهش حاضر، بخش­بندی خودکار استخوان­ها و ماهیچه­ های اسکلتی در تصاویر پزشکی است. مواد و روش­ها: به منظور دستیابی به تصاویر بخش­های مختلف بدن در راستای شناسایی و بررسی آسیب­ها و بیماری­ها، می­توان از روش­های مختلف تصویربرداری پزشکی از جمله سی تی اسکن استفاده کرد. در پژوهش حاضر، ۱۲۰۰ تصویر سی تی اسکن مربوط به کارکنان ناجا به منظور بخش­ بندی ماهیچه­ ها و استخوان­ها ارزیابی شد. این داده ها از مرکز تصویربرداری بیمارستان فوق تخصصی حضرت ولیعصر ناجا در شهر تهران در سال ۱۳۹۸ اخذ گردید. برای بخش­بندی در تصاویر پزشکی، الگوریتم­ های پردازشی مختلفی وجود دارد که در پژوهش حاضر از الگوریتم خوشه­بندی فازی استفاده شد. در این الگوریتم؛ بسته به موقعیت آناتومیکی، مقطع مورد بخش­بندی قرارگرفته، حضور استخوان متراکم یا اسفنجی در آن مقطع بررسی شده و هیستوگرام شدت روشنایی تصویر ارزیابی می گردد و تعداد کلاس های متفاوتی برای الگوریتم فازی تعریف می شود. در تمام مقاطع یک کلاس؛ شدت روشنایی برای ماهیچه­ ها لحاظ گردید. یافته­ ها: نتایج حاصل از بخش ­بندی ماهیچه­ ها و استخوان­ها در مقاطع دوبعدی و سه بعدی نشان داده شد. بخش­بندی دوبعدی و سه بعدی، امکان مشاهده و بررسی استخوان­ های شکسته و تغییرات حجم ماهیچه ­ها در اثر آسیب­های مختلف و در طول درمان را فراهم نمود. نتیجه­ گیری: استفاده از روش­های مختلف پردازش تصاویر پزشکی به منظور بخش ­بندی خودکار اسکلتی-عضلانی، به پزشکان در تشخیص و ارزیابی روند بهبود آسیب­ های اسکلتی- عضلانی در بین نیروهای نظامی کمک شایانی می کند.

Keywords:

Musculoskeletal disorders , Image Processing , Computer-Assisted , Auto-segmentation , Imaging , Three-Dimensional , مشکلات اسکلتی- عضلانی , پردازش تصویر با رایانه , بخش بندی خودکار , نمایش سه بعدی