گفت‌وگوی آنلاین آشنایی با ChatGPT و کاربردهای آن
۴۴۶۳ نفر
۱ساعت
۰ تومان
خرید دوره
منو
منو
پردازش تصویر در پزشکی Medical Image Processing به ما اجازه می‌دهد بدون نیاز به جراحی، عمیق و دقیق به داخل بدن نگاه کنیم. این فناوری می‌تواند مدل‌های سه‌بعدی از قسمت‌های مختلف بدن را بسازد تا به ما کمک کند درمان‌ها را بهبود بخشیم، ابزارهای پزشکی جدیدی طراحی کنیم و تشخیص‌های دقیق‌تری داشته باشیم. در واقع پردازش تصویر یکی از ابزارهای اصلی پیشرفت در پزشکی در سال‌های اخیر است.
از تکنیک‌های رادیولوژیکی، سونوگرافی، تصویربرداری با رزونانس مغناطیسی (MRI) و توموگرافی کامپیوتری (CT) گرفته تا نوآوری‌های اخیر در یادگیری ماشین و هوش مصنوعی، همگی کاربرد پردازش تصویر در پزشکی هستند.
در این مقاله می‌خواهیم به بررسی کاربردهای کلیدی پردازش تصویر در پزشکی، از جمله تشخیص بیماری‌ها، نظارت بر پیشرفت درمان و ارتقاء دقت جراحی‌ها بپردازیم، با ما همراه باشید.
پردازش تصاویر در پزشکی به معنای بررسی اطلاعات بیماران در تصاویر سه‌بعدی است که زمینه‌ای امید بخش و بسیار کمک کننده در پزشکی است. به دلیل اهمیت پردازش تصویر، بازار نرم‌افزارهای مرتبط با این علم نیز رشد کرده است. نرم‌افزارهای پردازش تصویر امکان کار با داده‌های ام‌آرآی، سی‌تی و تصاویر دیگر آزمایش‌های بالینی را می‌دهند.
کاربردهای این برنامه‌ها خیلی گسترده است، به طوری که حتی می‌توانند مدل‌هایی با ایمپلنت‌ها بسازند. این برنامه‌ها به متخصصان کمک می‌کنند تا عمل‌های جراحی را برنامه‌ریزی کرده و اثربخشی استفاده از ایمپلنت‌ها را ارزیابی کنند.
موارد زیر مهم‌ترین مزایایی است که medical image processing برای علم پزشکی به ارمغان آورده است:
فرآیند پردازش تصویر پزشکی با گرفتن داده‌های خام از تصاویر CT یا MRI شروع می‌شود و آنها را به فرمتی بازسازی می‌کند که برای استفاده در نرم‌افزارهای مرتبط مناسب باشد. ورودی معمول برای پردازش تصویر یک نقشه سه‌بعدی از شدت‌های خاکستری که شامل یک شبکه واکسل (voxel) یا همان پیکسل‌های سه‌بعدی است.
شدت خاکستری اسکن CT بستگی به جذب اشعه ایکس دارد، در حالی که در MRI، توسط قدرت سیگنال‌ها از ذرات پروتون در طول استراحت‌های پس از اعمال میدان‌های مغناطیسی بسیار قوی، تعیین می‌شود.
برای کاربران پزشکی، حجم تصویر بازسازی شده معمولا برای جدا کردن و ویرایش مناطق مختلف آناتومیکی مورد علاقه مانند بافت و استخوان پردازش می‌شود. در نرم‌افزارهای پردازش تصویر پزشکی کاربران می‌توانند عملیات مختلف پردازش تصویر را در سطح ۲ بعدی و ۳ بعدی انجام دهند که شامل موارد زیر می‌شود:
کاربرد فیزیک در پزشکی به عنوان فیزیک پزشکی شناخته می‌شود که شاخه‌های فیزیک رادیولوژیک درمانی، فیزیک هسته‌ای پزشکی و فیزیک بهداشت پزشکی را دربر می‌گیرد. یکی از اجزاء اساسی فیزیک پزشکی امکانات تصویربرداری گسترده و توضیحات دقیق است. سفر فیزیک پزشکی و پردازش تصویر با کشف اشعه ایکس شروع شد که به عنوان پزشکی در رادیاسیون شناخته می‌شود. درمان با اشعه (RT) اولین بار، بیش از صد سال پیش برای درمان سرطان اولین بار استفاده شد. از آن زمان، پیشرفت‌های زیادی برای بهبود اثربخشی این روش و کاهش عوارض جانبی انجام شده است.
بخش‌های کلیدی از پردازش تصویر در فیزیک پزشکی عبارتند از:
با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته پردازش تصویر، مانند بهبود کنتراست و کاهش نویز، تصاویر دقیق‌تر و واضح‌تری از ارگان‌ها و بافت‌های بدن بیمار تولید می‌شود که این امر به تشخیص دقیق‌تر بیماری‌ها کمک می‌کند.
شایع‌ترین انواع تومور در انکولوژی، تومورهای خوش‌خیم، پیش‌سرطانی و بدخیم هستند. تکنیک‌های اولیه تصویربرداری به کاهش مرگ‌ومیر ناشی از سرطان کمک می‌کند. پیش‌پردازش، تقسیم‌بندی و عملیات مورفولوژیک سه مرحله پردازش تصویر تومور بوده و هدف از آن تعیین مکان تومور است. تقسیم‌بندی، شناسایی و استخراج ناحیه تومور از تصاویر حاصل از روش‌های پردازش تصویر راحت‌تر است که به رادیولوژیست‌ها یا متخصصان بالینی برای برنامه‌ریزی درمان کمک می‌کند.
واضح است که بدون یک تصویر با کیفیت بالا، تمام درمان‌های پرتوی به صورت نادرست انجام می‌شود و ممکن است مرگ‌ومیر ناشی از سرطان را افزایش دهد. با استفاده از الگوریتم‌های پردازش تصویر، می‌توان موقعیت، اندازه و شکل تومورها را با دقت بالا تعیین کرد، که این اطلاعات برای برنامه‌ریزی دقیق‌تر درمان‌هایی مانند جراحی یا رادیوتراپی ضروری است.
در روش‌های درمانی مانند رادیوتراپی، پردازش تصویر به متخصصین اجازه می‌دهد تا میزان و مکان دقیق دوز اشعه‌ای که باید به بافت‌های بیمار وارد شود را تعیین کنند. همچنین امکان پیگیری تغییرات تومور در طول زمان را فراهم می‌کند.
پردازش تصویر در توسعه و بهبود ابزارهای تصویربرداری پزشکی، مانند ام‌آرآی و سی‌تی اسکنرها، کاربرد دارد، که این امر به تولید تصاویر با کیفیت بالاتر و کاهش زمان تصویربرداری کمک می‌کند.
پردازش تصویر در تحقیقات پزشکی برای مطالعه فرآیندهای بیماری‌ها و اثربخشی درمان‌ها و همچنین در آموزش دانشجویان و متخصصین پزشکی از طریق ایجاد تصاویر آموزشی واقع‌گرایانه کاربرد دارد.
مهندسی بیومدیکال یا مهندسی پزشکی یعنی کاربرد ایده‌ها و مفاهیم طراحی مهندسی در پزشکی و بیولوژی برای اهداف بهداشتی و درمانی. حوزه‌های تخصصی مهندسی بیومدیکال شامل موارد زیر است:
در مهندسی بیومدیکال، برای تهیه تصاویر برای کاربردهای تشخیصی و درمانی از حسگرهای پیشرفته و فناوری کامپیوتری استفاده می‌شود. درواقع مجموعه‌ای از ساختارهای اطلاعاتی آناتومیکی که با بررسی تصاویر بیومدیکال فراهم می‌شود، به بررسی و مشاهده و در نهایت درمان کمک می‌کند. برای آماده‌سازی دستگاه‌های بیومدیکال، ایمپلنت‌های دقیق، مفصل و جایگزینی سایر ارگان‌ها، نیاز به تصاویر باکیفیت است.
به عنوان مثال برخی از کاربردهای بیوانفورماتیک تصویری عبارتند از:
با پیر شدن جمعیت، نیاز به تعمیر، جایگزینی و بازسازی بافت‌های سخت و نرم بدن با استفاده از بیومتریال‌ها بیشتر می‌شود. برای بررسی دقیق اجزای داخلی بدن، تصویربرداری و پردازش تصویر نقش بسیار مهمی در این زمینه پیدا می‌کند.
تصویربرداری مولکولی روش نوینی برای مشاهده پدیده‌های سلولی و مولکولی مانند بقای سلول، مهاجرت، تکثیر و حتی تمایز در سطح کل بدن بدون ایجاد آسیب یا جراحی، ارائه می‌دهد. برای نظارت بر پیوندهای سلولی درون‌زیستی، از روش‌ها و رویکردهای مختلف تصویربرداری و پردازش تصویر برای بررسی وضعیت استفاده می‌شود.
پردازش تصویر در حوزه انکولوژی به عنوان یک ابزار قدرتمند برای تشخیص دقیق، برنامه‌ریزی درمانی موثر و نظارت بر پیشرفت درمان عمل می‌کند، که همگی به افزایش شانس بهبودی بیماران کمک می‌کند.
یادگیری مهارت کار با نرم‌افزارهای پردازش تصویر درهای جدیدی به روی شما در حوزه‌های نوین مانند هوش مصنوعی می‌گشاید و به شما امکان می‌دهد تا با استفاده از تکنیک‌های خلاقانه، داده‌های تصویری را به شکلی نوآورانه تحلیل و ویرایش کنید.
دوره آموزشی پردازش تصویر و ویدئو که توسط آکادمی همراه ارائه شده است، برای مهندسین نرم‌افزار و تحلیل‌گران داده، متخصصان هوش مصنوعی و افراد فعال در حوزه امنیت و نظارت تصویری، فیلم‌سازان، بازی‌سازان، توسعه‌دهندگان واقعیت مجازی و همه علاقمندان به استفاده از تکنیک‌های پردازش تصویر و ویدیو فرصتی است تا پا در دنیای جدیدی بگذارند و مهارت‌های خود را افزایش دهند. اگر دوست دارید اطلاعات بیشتری درمورد این دوره به دست بیاورید به لینک «دوره پردازش تصویر و ویدیو» سر بزنید.
در این مقاله به بررسی پردازش تصویر در پزشکی، مزایا، کاربردهای مختلف و نتایج آن پرداختیم. ترکیب حوزه فیزیک پزشکی و مهندسی بیومدیکال یک زمینه گسترده و شناخته شده در سراسر جهان است. هر دو حوزه در مقابله با چالش‌های بهداشتی جهانی تلاش می‌کنند. پردازش تصویر پزشکی یک حوزه کلیدی در علم پزشکی است که از تکنولوژی‌های پیشرفته برای تجزیه و تحلیل، بهبود و استفاده از تصاویر حاصل از مدالیته‌های تصویربرداری مختلف به منظور تشخیص، مانیتورینگ و درمان بیماری‌ها بهره می‌برد. این فرآیند شامل مراحل متعددی از جمله پیش‌پردازش، بهبود تصویر، شناسایی و تفکیک اجزاء تصویر (سگمنتیشن)، و تجزیه و تحلیل ویژگی‌ها می‌شود. پردازش تصویر در حوزه‌های متفاوتی از جمله: تشخیص بیماری، برنامه‌ریزی درمانی، پیگیری و مانیتورینگ بیماری، تحقیقات و توسعه و آموزش پزشکی کاربرد دارد.
منابع:
آکادمی همراه اول با هدف تربیت، توسعه و توانمندسازی نیروی انسانی در اکوسیستم دیجیتال در تابستان ۹۹ آغاز به کار کرده است. آکادمی به پشتوانه‌ی تجربه‌ی آموزش و توسعه‌ی نیروی انسانی همراه‌اول می‌کوشد نیازهای آموزشی عمومی، تخصصی و شکاف میان تحصیلات آکادمیک و فضای کار را پوشش دهد.
