دوره 12، شماره 1 - ( 3-1404 )                   جلد 12 شماره 1 صفحات 78-64 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


دکترای نرم افزار کامپیوتر، استادیار، گروه فناوری اطلاعات سلامت، دانشکده علوم پزشکی سیرجان، سیرجان، ایران
چکیده:   (2176 مشاهده)

مقدمه:  تشخیص سریع و دقیق تومور مغزی، برنامه ریزی درمان و بقا را به‌طور چشمگیری بهبود می‌دهد، اما بررسی دستی تصاویر تشدیدمغناطیسی چندوجهی به‌دلیل ناهمگنی ضایعه، شباهت به بافت سالم و حجم بالای داده‌ها کند و خطاپذیر است. این پژوهش یک چارچوب خودکار متشکل از شبکه عصبی پیش‌خور سبک با مکانیزم توجهدرونی و بهینه‌سازی ازدحام ذراتکوانتومی(QPSO) ارائه می‌کند. هدف، افزایش سرعت و دقت شناسایی تومور و حفظ تفسیرپذیری در محیط‌های درمانی دارای محدودیت منابع است.
روش کار: تصاویر MRI چندوجهی (T1، T1ce، T2 و FLAIR) از منابع معتبر مانند چالش قطعه‌بندی تومور مغزی (BraTS) و آرشیو تصویربرداری سرطان (The Cancer Imaging Archive) گردآوری شدند. تصاویر با نرمال‌سازی شدت، فیلترهای حذف نویز (گوسی و میانه) و اصلاح ناهمگنی شدت پیش‌پردازش شدند. ویژگی‌های آماری، بافتی و فرکانسی استخراج و با تحلیل مؤلفه‌های اصلی (PCA) به 300 مؤلفه کاهش یافتند. وزن‌دهی ویژگی‌ها با روشی الهام‌گرفته از اهمیت‌سنجی اسناد انجام شد. مدل شامل شبکه عصبی پیش‌خور با پنج لایه پنهان و مکانیزم توجه درونی بود که با QPSO بهینه شد. نقشه‌های حرارتی برای تفسیر نتایج تولید شدند.
یافته‌ها: مدل پیشنهادی به دقت 99/6%، حساسیت 99/4‌% و ویژگی 99/7% دست یافت و شبکه‌های کانولوشنی مرجع (97/1%) و معماری‌های U‑Net (96/2%) را پشت سر گذاشت. میانگین زمان پیش‌بینی هر تصویر کمتر از 0/5ثانیه بود که استفاده بالینی در زمان واقعی را امکان‌پذیر می‌کند. نقشه‌های حرارتی حاصل از لایه توجه، نواحی غیرطبیعی را با تمرکز دقیق برجسته نمود و تفسیرپذیری را تقویت کرد. این شاخص‌ها در تقسیم‌بندی‌های تصادفی مکرر پایدار تکرار شدند و ارزیابی کیفی متخصصان تصویربرداری، عدم کاهش ویژگی و ارتباط بالینی یافته‌ها را تأیید کرد.
نتیجه‌گیری: شبکه پیش‌خور مجهز به توجهدرونی و بهینه‌شده با QPSO توانست دقتی نزدیک به کامل و استنباطی زیرثانیه برای تشخیص تومور مغزی روی MRI چندوجهی فراهم آورد. عملکرد بالا روی GPUهای استاندارد همراه با تولید نقشه‌های حرارتی شهودی، این چارچوب را به ابزار پشتیبان تصمیم‌گیری عملی، به‌ویژه در مراکز فاقد زیرساخت پیشرفته، بدل می‌کند. ارزیابی آینده بر داده‌های چندمرکزی و استقرار در دستگاه‌های لبه تمرکز خواهد داشت تا پذیرش بالینی و الزامات مقرراتی تقویت شود.

متن کامل [PDF 2512 kb]   (1010 دریافت)    
  • شبکه عصبی پیش‌خور بهینه‌شده شبکه‌های عصبی را با بهینه‌سازی کوانتومی ترکیب می‌کند.
  • این روش دقت بالایی در شناسایی تومورهای کوچک و پیچیده مغز دارد.
  • این روش نقشه‌های حرارتی واضحی برای برجسته‌سازی نواحی تومور تولید می‌کند.
  • این روش روی کامپیوترهای معمولی کارآمد و برای کلینیک‌های کوچک مناسب است.
  • این روش زمان تشخیص را کاهش می‌دهد و به تصمیم‌گیری سریع‌تر کمک می‌کند.

نوع مطالعه: پژوهشي اصیل | موضوع مقاله: سیستمهای تصاویرپزشکی سیستمهای اطلاعات رادیولوژی و PACS
دریافت: 1404/1/22 | پذیرش: 1404/3/21

بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.