بهینه سازی متغیرهای مورد استفاده در روشsterology به منظور تخمین حجم کل مغز فرد سالم و اجزای GM,CSF,WM مغز از روی تصاویر MRو پیاده سازی آن با استفاده از نرم افزارMATLAB

Abstract

تخمین حجم مغز و قسمت¬¬های مختلف آن یکی از مسائل مهم در حرفه¬ی پزشکی است. تخمین حجم مغز به دو روش دستی یا خودکار انجام می شود. نتایج حاصل از روش دستی می¬تواند به عنوان داده¬های استاندارد مطرح شود، اما وقت¬گیر بودن و نیاز به دقت بالا استفاده از این روش را محدود کرده است. از طرفی این روش نیازمند تصاویر برش¬های زیاد از مغز و ناحیه¬بندی همه این برش¬ها که دارای رزولوشن به نسبت بالایی هستند، می باشد. هدف از این مطالعه بهبود تخمین حجم مغز با استفاده از روش استریولوژی برای امکان تخمین حجم مغز فرد سالم و اجزای آن با استفاده از تعداد برش¬های کمتر و رزولوشن پایین¬تر در تصاویر تشدید مغناطیسی (MRI) بود.مواد و روش ها: 20 تصویر از تصاویر MR شبیه سازی شده مغز فرد سالم از پایگاه داده BrainWeb و 20 تصویر MR واقعی مغز فرد سالم از تصاویر IBSR استخراج شدند. این تصاویر تصاویری ناحیه¬بندی شده بودند. ابتدا با استفاده از روش استریولوژی حجم ساختارهای مختلف مغز از این تصاویر تخمین زده شد. عملگر انبساط بر روی تصاویر MR اعمال شد و مجددا حجم ساختارهای مغز اندازه گیری شد و نتایج مقایسه گردید. به وسیله وارد کردن نویز به صورت تصادفی در تصاویر؛ خطای حاصل از وجود نویز نیز بررسی گردید. در انتها حجم مغز با استفاده از روش خودکار نرم افزار SPM اندازه¬گیری شد و مقادیر حاصل از آن با مقادیر حاصل از روش دستی مقایسه گردید.نتایج: خطای نسبی برای تخمین حجم ساختارهای مغز با استفاده از روش استریولوژی و با استفاده از روش پیشنهادی و اعمال عملگر انبساط در حالات مختلف با برش های MRI کمتر و رزولوشن پایین تر محاسبه شد و نتایج نشان دادند که میزان خطا برای تخمین حجم ساختارها با استفاده از روش استریولوژی بیشتر بود., estimating brain volume and its structure is one of the most important task in medical applications. There are two methods for brain volume estimation: manual or automated methods. Manual methods are used as gold tandard, but these methods have some problems as time consuming and user dependence. In this method many number of MRI slices with high resolution should be segmented. If we use less number of MRI slices with less resolution, the need for segmentation decrease and this method is improved. In this study manual stereology method is improved for volume estimation. Material and methods: 20 simulated normal brain MR images from BrainWeb database and 20 real normal brain MR images from IBSR have extracted. These images have segmented before. First brain structures volume estimated by stereology method. Dilation operator was applied on MR images and volume of structures estimated again. The results compared to each other.Random noise applied on images and the error of it investigated. In final step, brain structures volumes by using SPM software have measured and the results compared to stereology method. Results: relative errors for volume estimation by two methods, stereology and dilation in different cases with less MRI slices and less resolution were calculated. The results showed that error of stereology method was more than dilation method.