پایان نامه شبیه سازی آشکار سازی و استخراج رگ‌های خونی شبکیه چشم

پایان نامه شبیه سازی آشکار سازی و استخراج رگ‌های خونی شبکیه چشم
رشته تحصیلی : برق ،الکترونیک و مخابرات

فرمت فایل : doc

تعداد صفحات : 27

حجم فایل (به کیلوبایت) : 2938

فرمت دانلود : رار/ زیپ

مبلغ : 16000 تومان

خرید و دانلود

پایان نامه شبیه سازی آشکار سازی و استخراج رگ‌های خونی شبکیه چشم

چکیده:

در دنیای امروز نقش مهندسی در پزشكی روز‌به‌روز افزایش پیدا كرده و تشخیص بیماری‌ها توسط توسعه دادن تكنولوژی تصویربرداری و پردازش این تصاویر، سریعتر، آسانتر و دقیق‌تر شده است . از جمله می توان به تشخیص برخی بیماری‌ها مانند دیابت از روی تصویر رگ‌های شبكیه اشاره كرد. سال‌های زیادی است كه با استفاده از روش‌های مختلفی از قبیل سیستم‌های هوشمند، سیستم‌های آشكارسازی خط، سیستم‌های مبتنی بر فیلترهای وفقی و بسیاری دیگر، آشكارسازی رگ‌های شبكیه از تصاویر رنگی دیجیتال انجام می‌گیرد. این پروژه سعی دارد تا با استفاده از دو روش مورفولوژی ریاضی و تشخیص لبه، روشی مناسب را برای آشكارسازی رگ‌ها ارائه دهد. پس از بررسی مرحله‌های مختلف الگوریتم و اجرای برنامه روی تصاویر شبکیه نتیجه مورد نظر مورد بررسی قرار خواهد گرفت. از مزیت‌های جالب توجه این دو روش، سادگی و دقت بالای آن‌ها می‌باشد.

کلیات

رتینوپاتی دیابتی از علل شایع کاهش دید و کوری می‌باشد. کسانی که دیابت درمان‌نشده دارند، نسبت به افراد عادی 25 برابر بیشتر در  معرض کوری قرار دارند. وجود و شدت رتینوپاتی دیابتی بیشتر با سن بیمار در هنگام تشخیص و طول مدت دیابت ارتباط دارد تا شدت بیماری و کنترل قند خون. ظرف 20 سال پس از شروع بیماری، در 100% بیماران مبتلا به دیابت نوع 1 و 60 تا 80 درصد بیماران مبتلا به دیابت نوع 2 رتینوپاتی پدید می‌آید. امروزه با بهبود وسایل تشخیصی و درمانی، فقط درصد کمی از بیماران مبتلا به دیابت، مشکلات جدی ناشی از کاهش دید خواهند داشت، مشروط به اینکه به موقع به چشم‌پزشک مراجعه نمایند.

رگ خونی: رگ‌های خونی شبکیه معمولا راجع به سرخرگ و سیاهرگ‌ها است. آنگاه سرخرگ و مرکز سیاهرگ به طور معمول کنار یکدیگر در سمت خیشومی از مرکز دیسک نوری پدیدار خواهند شد. رگ‌های خونی در مؤلفه سبز واضح‌تر دیده می‌شوند. اطلاعات مربوط به ساختار رگ‌های خونی می‌تواند کمکی برای طبقه‌بندی کردن شدت بیماری باشد و همچنین ممکن است به عنوان مرجع در طی عمل جراحی به کار رود. دو استراتژی برای آشکارسازی رگ‌های خونی در تصویر استفاده شده است. یکی آشکارسازی لبه‌ها و دیگری نظارت است که نیاز به یک دانش پیشینی از موقعیت تصویر دارد. معلومات راجع به رگ‌های خونی می‌توانند در درجه‌بندی شدت بیماری یا به عنوان قسمتی از فرآیند تشخیص خودکار بیماری‌ها به کمک آشکارسازی بصری به کار روند. رگ‌های خونی قادر هستند مثل راهنماها برای محلی کردن عصب نوری گودال یا (حوزه دید مرکزی) و زخم‌ها، رفتار کنند. به عنوان نتیجه‌ای اصولی یا بیماری چشمی موضعی، رگ‌های خونی می‌توانند بی‌قاعدگی‌های قابل اندازه‌گیری در قطر و رنگ داشته باشند. به عنوان انسداد شریان مرکزی شبکیه، معمولا سبب انقباض کلی شریان‌های شبکیه می‌شود. بیماری فشار خون امکان دارد منجر به انقباض شریان‌های مرکزی شبکیه شود، انسداد ورید میانی شبکیه معمولا رگه‌های پیچ‌دار گشاد ایجاد می‌کند، تصلب شرایین می‌تواند موجب شود سرخرگ‌ها مسی یا نقره‌ای رنگ شوند و دیابت این توانایی را دارد که رگ‌های خونی جدید به وجود آورد (نو رگ زایی). بنابراین یک روش قابل اعتماد اکتشاف رگ نیاز است تا اندازه‌گیری مختلف را حفظ کند3.

دیسک نوری: محل دیسک نوری (OD) در تجزیه و تحلیل تصویر شبکیه اهمیت ویژه‌ای دارد. در تصاویر معمولی، OD از هر قسمت دیگر شبکیه درخشان‌تر بوده و در حالت عادی دایره‌ای شکل است. این قسمت همچنین نقطه ورود و خروجی برای عصب‌هایی که به مغز وارد و یا از آن خارج می‌شوند، می‌باشند. یک تصویر شبکیه معمولی، OD روشن‌تر را داراست. آشکارسازی دیسک نوری به چشم‌پزشکان به تشخیص این که آیا فرد به رتینوپاتی دیابتی مبتلا شده یا خیر، یاری می‌رساند4.

تکنیک قطعه‌بندی رگ‌ها:

الگوریتم‌های قطعه‌بندی رگ‌ها، مؤلفه‌های حیاتی سیستم‌های تحلیل گردش خون در رگ‌های خونی هستند. پس ما برآوردی از روش‌ها و الگوریتم‌های قطعه‌بندی رگ‌ها را ارائه می‌دهیم. هدف ما در اصل استخراج رگ‌های خونی و به ویژه ساختمان عروق اعصاب است. ما همچنین برخی از روش‌های قطعه‌بندی را برای اشیاء لوله‌‌مانندی که خصوصیاتی مشابه به رگ‌ها از خود نشان می‌دهند را بازبینی نموده‌ایم. بنابراین ما الگوریتم‌ها و فنون قطعه‌بندی رگ‌ها را به شش دسته کلی تقسیم کرده‌ایم:

- روش‌های تشخیص الگو

- شیوه‌های بر پایه مدل

- شیوه‌های بر پایه رهگیری

- روش‌های بر اساس هوش مصنوعی

- روش‌های بر مبنای شبکه‌های عصبی

- و روش‌های متفرقه تشخیص شیء لوله‌مانند

فهرست مطالب

فصل اول:

مقدمه ............................................................................................................................................................ 1

فصل دوم:

آسیب شبکیه در دیابت (رتینوپاتی دیابتی) .................................................................................................... 2

2-1 کلیات ................................................................................................................................................................ 2

2-2 انواع رتینوپاتی .................................................................................................................................................. 3

3-2 علائم ................................................................................................................................................................ 4

4-2 تشخیص ........................................................................................................................................................... 4

5-2 درمان ................................................................................................................................................................ 4

6-2 سایر اختلالات چشمی مرتبط با دیابت ............................................................................................................ 5

7-2 نقش بیمار در درمان ......................................................................................................................................... 5

8-2 معاینه سالانه توسط چشم‌پزشک ...................................................................................................................... 6

فصل سوم:

ساختمان چشم ............................................................................................................................................. 7

فصل چهارم:

تکنیک قطعه‌بندی رگ‌ها ............................................................................................................................... 9

1-4 Pattern Recognition Techniques .................................................................................................... 9

2-4 Model-Based (MB) Approaches .................................................................................................... 11

3-4 Tracking-Based Approaches ........................................................................................................... 12

4-4 Artificial Intelligence-Based Approaches ................................................................................. 12

5-4 Neural Network-Based Approaches ........................................................................................... 12

6-4 Miscellaneous Tube-Like Object Detection ............................................................................ 13

فصل پنجم:

استخراج رگ‌های خونی شبکیه به روش مورفولوژی ریاضی

1-5 قضیه قطعه‌بندی عروق شبکیه ....................................................................................................................... 14

2-5 ماده‌ها و روش‌ها ........................................................................................................................................... 14

3-5 پیش پردازش ................................................................................................................................................ 14

4-5 تنظیمات تصویر ............................................................................................................................................ 15

5-5 برجسته نمودن شبکه عروق ......................................................................................................................... 16

6-5 مراحل پیاده‌سازی به صورت مصور ............................................................................................................. 17

فصل ششم:

استخراج رگ‌های خونی به شیوه تنظیم و آشکارسازی لبه (EEED)

1-6 معرفی روش ............................................................................................................................................... 21

2-6 مراحل پیاده‌سازی ....................................................................................................................................... 22

3-6 تصاویر به دست‌آمده ............................................................................................................................... .. 23

فصل هفتم:

جمع‌بندی و نتیجه‌گیری ........................................................................................................................... 25

مراجع ..................................................................................................................................................... 26

پیوست‌ها ................................................................................................................................................ 27