تشخیص خودکار نقیصه ها در تصاویر ماموگرافی با استفاده از روش های پردازش تصویر و تشخیص الگو و مقایسه آن با نتایج تجربی

سرطان پستان یکی از چالشی ترین مسائل در زمینه سلامت زنان است. آمار بالای ابتلا به این بیماری و همچنین آمار مرگ و میر ناشی از آن نگران کننده است. هرچه تشخیص این بیماری در مراحل ابتدایی تر صورت پذیرد، احتمال موفقیت آمیز بودن درمان آن بالاتر می رود. روش های متفاوتی جهت تشخیص و غربال گری این بیماری وجود دارد. ماموگرافی، سونوگرافی، ام آر آی، تصویربرداری هسته ای، معاینات شخصی و معاینات بالینی، تعدادی از این روش ها هستند که هرکدام جایگاه و کارایی خود را دارند. از میان این روش ها، از ماموگرافی، به علت خصوصیات ویژه اش، هنوز به عنوان اصلی ترین روش تشخیصی و خصوصا غربال گری استفاده شده و روش های دیگر عموما به عنوان مکمل این روش به کار گرفته می شوند. علیرغم اینکه ماموگرافی بهترین روش برای غربال گری و تشخیص سرطان پستان است، محدودیت هایی نیز دارد. یکی از این محدودیت ها دشوار بودن تفسیر ماموگرام است. این مسئله تا جایی وجود دارد که بسیاری از توده های سرطانی در تصاویر ماموگرام حتی توجه رادیولوژیست های خبره را نیز به خود جلب نکرده و تشخیص آن در مراحل اولیه میسر نشده است. یکی از راهکار های رفع این محدودیت، کمک گرفتن از کامپیوتر ها در تفسیر ماموگرام می باشد. روش های کمک گرفتن از کامپیوترها در تفسیر ماموگرام به دو دسته تقسیم می شوند: روش های کشف ضایعات به کمک کامپیوتر و روش های تشخیص خوش خیم یا بدخیم بودن آن ها به کمک کامپیوتر. از طرف دیگر این روش ها را می توان بر اساس نوع ضایعه ی مورد بررسی دسته بندی کرد. از میان ضایعات ماموگرافیک، تشخیص خودکار توده ها از همه دشوارتر است. در این تحقیق روشی جدید برای کشف توده ها ارائه شده است. این روش تلفیقی از روش های گذشته و نوآوری های بکار رفته می باشد. در ابتدا با استفاده از هرم گاوسی، تصویر ماموگرام در دو مقیاس یک دوم و یک چهارم تفکیک شد. هدف از این کار کاهش نوسانات فرکانس بالای موجود در تصویر و افزودن قابلیت کشف توده های دارای اندازه متنوع به روش پیشنهادی بوده است. در مرحله بعدی فیلتر جدیدی به نام فیلتر قطاعی در این تحقیق طراحی و بر روی هر دو تصویر اعمال گردید. این فیلتر که بر اساس دو فیلتر قبلی آیریس و حلقوی طراحی گردید، بر مبنای همگرایی بردار گرادیان نسبت به مرکز فیلتر کار می کند. اعمال فیلتر بر روی همه تصویر نبوده و مرکز فیلتر تنها در برخی نقاطِ انتخاب شده قرار گرفته و پردازش انجام شده است. در مرحله نهایی که مرحله انتخاب نقاط مشکوک نامیده شده نیز با استفاده از آستانه گذاری بر روی ترکیب خطی خروجی های فیلتر و پس از حذف نواحی کوچک، مراکز سه ناحیه ی دارای بیشترین مقدار به عنوان نقاط مشکوک انتخاب شدند. نتیجه حاصل از پیاده سازی روش پیشنهادی بر روی 155 تصویر ماموگرام ، به صورت 89/5 درصد حساسیت در کشف توده ها به ازای 1/98 میانگین مثبت کاذب در هر تصویر بدست آمد. همچنین روش پیشنهادی کارایی بسیار بالاتری را در کشف توده های بدخیم از خود نشان داد به طوریکه همگی توده های بدخیم موجود در تصاویر کشف گردیدند. مقایسه نتایج روش پیشنهادی با نتایج چند روش دیگر بیان شده در این تحقیق، برتری محسوسی را نشان می دهد.