ناحیه‌بندی خودکار تومور مغزی در تصاویر چندمدالیته‌ی تشدید مغناطیسی با استفاده از آنالیز تقارن و مدل فعال

نویسندگان

1 محقق پسا دکتری، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران

2 دانشیار گروه مهندسی برق مخابرات، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران

doi
10.30476/smsj.2023.96366.1363
چکیده

مقدمه: تومور مغزی در اثر رشد غیرطبیعی سلول‌های مغز به‌ وجود می‌آید که بیشترین آمار مرگ‌ومیر را دارد. ناحیه‌بندی تومور مغزی، برای جداکردن بافت‌های غیرطبیعی از بافت‌های طبیعی مغز استفاده می‌شود. ناحیه‌بندی دستی تومورهای مغزی در تصاویر تشدید مغناطیسی زمان‌بر است و مستعد خطای انسانی است؛ بنابراین ایجاد ناحیه‌بندی خودکار تومور مغزی در این تصاویر از نظر پزشکی، کار مهم و چالش‌برانگیز است.روش‌ها: در این پژوهش، روشی مبتنی‌بر کانتور فعال برای ناحیه‌بندی خودکار تومور مغزی در تصاویر تشدید مغناطیسی چندمدالیتی پیشنهاد شده است. در روش پیشنهادی، در مرحله‌ی اول با استفاده از تقارن ساختارهای مغز در دو نیم‌کره، ناحیه‌ی توموردار استخراج می‌شود، سپس با استفاده از روش فازی مبتنی‌بر کرنل، مرز تقریبی تومور شناسایی می‌گردد. در مرحله‌ی دوم، کانتور فعال برای ناحیه‌بندی تومور مغزی در تصاویر تشدید مغناطیسی چندمدالیتی با استفاده از کانتور اولیه‌ای که بر اساس مرز شناسایی‌شده در مرحله‌ی اول، تعریف‌ شده است، به‌کار می‌رود.یافته‌ها: روش پیشنهادی با استفاده از مجموعه‌ی داده BraTS2017 که شامل تومورهای گلیوما درجه‌ی بالا و درجه‌ی پایین است، ارزیابی شد. در مقایسه با سایر روش‌های مبتنی‌بر کانتور فعال، نتایج ارزیابی‌ها بر اساس معیارهای دایس (033/0 22/95)، جاکارد (062/0 10/91)، حساسیت (059/0 79/94) و اختصاصیت (003/0 70/99)، نشان داد که روش پیشنهادی در این پژوهش، عملکرد بهتری در ناحیه‌بندی خودکار تومور دارد.نتیجه‌گیری: روش ناحیه‌بندی خودکار تومور پیشنهادی در این پژوهش، نتایج ناحیه‌بندی بهتری را در مقایسه با سایر روش‌های مبتنی‌بر کانتور فعال به ‌دست آورد.