پردازش تصویر عکس ریه بیماران کووید ۱۹ توسط شبکه عصبی

مجری دستاورد: دکتر سلطانیان زاده

یکی از راه های تشخیص بیماری کووید ۱۹ انجام تصویربرداری سیتی اسکن ریه افراد مشکوک به این بیماری می باشد. با توجه به این نکته که دستگاه سیتی اسکن در همه جا در دسترس نمی باشد و یا وقتی بیمار در آس سی یو است نمی توان از سیتی اسکن استفاده کرد، برای تشخیص این بیماری از تصویربرداری رادیوگرافی هم استفاده می شود.
در حال حاضر، تصاویر رادیوگرافی و سیتی اسکن ریه توسط رادیولوژیستها به صورت کیفی ارزیابی می شوند و در مورد وجود بیماری کووید ۱۹ و سختی آن و یا اثر معالجه تصمیم گیری می شود.
تیم پژوهشی دانشکده برق و کامپیوتر دانشگاه تهران موفق به دستیابی به روش جدیدی جهت توسعه راهکارهای نوین بر پایه آلگوریتم های کامپیوتری پردازش تصویر و هوش مصنوعی برای پردازش و تحلیل کمی تصاویر رادیوگرافی شده است. این راهکارها در تشخیص سریع و مطمئن بیماری، سختی آن، و ارزیابی نتایج درمان، کمکهای شایانی به پزشکان خواهند کرد.
برای پردازش تصاویر رادیوگرافی ریه افراد مشکوک به کووید ۱۹، ابتدا لازم است که ریه ها از بقیه تصویر جدا شوند. گرچه راهکارهای پردازشی متنوعی برای این کارقابل طراحی و پیاده سازی است، اما راهکارهای مبتنی بر هوش مصنوعی مطمئن تر می باشد و بعد از آموزش، قابلیت اجرای سریعتری دارند.
به همین دلیل، در این طرح یک شبکه عصبی مصنوعی برای این منظور طراحی شده و آموزش داده می شود. در مرحله بعد، لازم است که ویژگیهای بافت ریه که به خاطر بیماری تغییر کرده، از تصویر استخراج شده و مورد تحلیل قرار گیرند. این ویژگیها را میتوان با استفاده از فیلترهای مختلفی از تصویر استخراج کرد.
درراهکار پیشنهادی این طرح، طراحی این فیلترها درهنگام بهینه سازی یک شبکه عمیق که برای تشخیص بیماری توسعه داده شده انجام می شود. این بهینه سازی همان آموزش شبکه است که با استفاده از داده های آموزشی که شامل تعداد قابل ملاحظه ای از تصاویر رادیوگرافی افرادی که بیماریشان با استفاده از آزمایشهای بالینی شامل تست RT-PCR و آزمایش خون اثبات شده است، انجام میشود.
در مورد تصاویر سیتی اسکن، با طراحی و پیاده سازی شبکه های عصبی مصنوعی مناسب، علاوه بر تشخیص بیماری، محل و حجم ناهنجاریهای ایجاد شده توسط بیماری هم مشخص خواهد شد.
همچنین این طرح میتواند محدودیتهای مربوط به ارزیابی کیفی تصاویر پزشکی که شامل تکرارپذیری کم، وقتگیری زیاد، و عدم امکان ارائه اطلاعات کمی است را نیز برطرف کند.
علاوه بر کمک به تشخیص و درمان بیماری کووید ۱۹، راهکارهایی که در این طرح پژوهشی توسعه می یابند در تشخیص و درمان دیگر بیماریهای ریوی هم قابل استفاده خواهند بود.

لینک موشن گرافی