بخش بندی خودکار اسکلتی-عضلانی در تصاویر پزشکی

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 می شوند. به منظور تشخیص خودکار مشکلات اسکلتی- عضلانی در تصاویر پزشکی، مرحله اول؛ بخش بندی استخوان ها و ماهیچه ها در این تصاویر است. هدف از انجام پژوهش حاضر، بخش بندی خودکار استخوان ها و ماهیچه های اسکلتی در تصاویر پزشکی است.

به منظور دستیابی به تصاویر بخش های مختلف بدن در راستای شناسایی و بررسی آسیب ها و بیماری ها، می توان از روش های مختلف تصویربرداری پزشکی ازجمله سی تی اسکن استفاده کرد. در پژوهش حاضر، 1200 تصویر سی تی اسکن مربوط به کارکنان ناجا به منظور بخش بندی ماهیچه ها و استخوان ها ارزیابی شد. این داده ها از مرکز تصویربرداری بیمارستان فوق تخصصی حضرت ولیعصر ناجا در شهر تهران در سال 1398 اخذ گردید. برای بخش بندی در تصاویر پزشکی، الگوریتم های پردازشی مختلفی وجود دارد که در پژوهش حاضر از الگوریتم خوشه بندی فازی استفاده شد. در این الگوریتم؛ بسته به موقعیت آناتومیکی، مقطع مورد بخش بندی 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.

نتایج حاصل از بخش بندی ماهیچه ها و استخوان ها در مقاطع دوبعدی و سه بعدی نشان داده شد. بخش بندی دوبعدی و سه بعدی، امکان مشاهده و بررسی استخوان های شکسته و تغییرات حجم ماهیچه ها در اثر آسیب های مختلف و در طول درمان را فراهم نمود.

استفاده از روش های 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.