چکیده
ارائه یک روش برای بخش­بندی بطن راست و چپ از تصاویر MRI قلبی

به کوشش
ملیحه صحتی
بررسی ساختار و عملکرد بطن­های قلب در تصاویر رزونانس مغناطیسی یک گام مهم در مدیریت بسیاری از اختلالات قلبی به حساب می ­آید. با اینکه بخش­بندی دستی بطن­های قلب نتایج خوبی را حاصل می کند، اما بخش­بندی دستی بطن ها خصوصا بطن راست به علت هندسه پیچیده آن کار وقت­گیری می­باشد. بنابراین بخش­بندی اتوماتیک بطن راست و چپ ضروری به نظر می­رسد. در این طرح یک روش اتوماتیک جدید بر اساس ترکیب روش ﺑﻬﻴﻨﻪ­ﺳﺎزی دﺳﺘﻪ ذرات( PSO) و پیمایش تصادفی بهبود یافته ارائه شده است. PSO یک روش تکاملی بر اساس جمعیت می­باشد که ازطریق این روش قسمت­ های دارای شدت روشنایی مشابه از تصویر را بخش­بندی می­کنیم و در نهایت بخش بندی نهایی بطن راست و چپ توسط پیمایشگر تصادفی بهبود یافته انجام می­ شود. در روش پیمایشگر تصادفی یک تعداد پیکسل توسط کاربر برچسب گذاری می­ شود، اما در روش ارائه شده انتخاب نقاط برچسب دار به صورت خودکار و توسط روش PSO انجام می شود.
برای بررسی صحت روش ارائه داده شده، روش پیشنهادی را بر روی تعداد زیاد و متفاوت از تصاویر اعمال کردیم و نتایج قابل قبولی را از لحاظ کلینیکی و تکنیکی مشاهده نمودیم.
کلمات کلیدی: تصاویر رزونانس مغناطیسی، بخش­بندی بطن چپ و راست، روش ﺑﻬﻴﻨﻪ­ﺳﺎزی دﺳﺘﻪ ذرات ، الگوریتم پیمایش تصادفی.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه
۱-۱- کلیات ۲
۱-۲- قلب انسان ۷
۱-۲-۱- ساختار و عملکرد قلب ۷
۱-۳-تصویر برداری ام ار آی ۱۰
۱-۳-۱- ام ار آی قلبی ۱۲
۱-۴-توجیه ضرورت انجام طرح و روش کار ۱۴
۱-۵-مساله پژوهش از دیدگاه پزشکی ۱۶
فصل دوم: موضوع و پیشینه تحقیق
۲-۱-مقدمه ۱۸
۲-۲- روش های بخش بندی تصاویر ام ار آی قلبی ۱۸
۲-۲-۱- روش بخش­بندی اتوماتیک ۲۰
۲-۲-۲- روش های نیمه اتوماتیک ۲۲
۲-۲-۲-۱- بخش بندی با دانش ضعیف یا بدون دانش ۲۲
۲-۲-۲-۱-۱- روش­های مبتنی بر تصویر ۲۲
۲-۲-۲-۱-۲- روش­های مبتنی بر طبقه بندی پیکسل ۲۳
۲-۲-۲-۱-۳- مدل های متغیر ۲۴
عنوان صفحه
۲-۲-۲-۱-۴ نتیجه گیری ۲۶
۲-۲-۲-۳- بخش­بندی با دانش قوی ۲۷
۲-۲-۲-۳-۱- تغییر شکل مدل با دانش اولیه قوی ۲۸
۲-۲-۲-۳-۲- شکل فعال و مدل­های ظاهری ۲۸
۲-۲-۲-۳-۳- بخش­بندی مبتنی بر اطلس ۳۰
۲-۲-۲-۳-۴- نتیجه گیری ۳۲
فصل سوم: بخش­بندی بطن راست و چپ از تصاویر MRI قلب
۳-۱-مقدمه ۳۸
۳-۲- روش PSO 40
۳-۳- عملیات ساختاری ۴۴
۳-۴- روش پیمایشگر تصادفی ۴۷
۳-۴-۱- وزن یال­ها ۵۰
۳-۴-۲- مسئله دیریکله ترکیبی ۵۱
۳-۴-۳- قیاس مداری ۵۱
۳-۴-۴- ارتباط روش با فرایند انتشار در بینایی ماشین ۵۲
۳-۴-۵- روش پیمایش تصادفی بهبود داده شده ۵۴
۳-۴-۶- خلاصه الگوریتم ۵۵
۳-۴-۷- ویژگی­های الگوریتم از نظر تئوری ۵۵
۳-۴-۸- ویژگی­های رفتاری ۵۷
۳-۴-۸-۱- مرزهای ضعیف ۵۷
۳-۴-۸-۲- مقاومت در برابر نویز ۵۸