Skip to main content
SUPERVISOR
رسول امیر فتاحی ورنوسفادرانی (استاد راهنما) مهدی کرمی نوگورانی (استاد مشاور) محمدرضا احمدزاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sayed Mehdi Sajjadi Mohammadabadi
سیدمهدی سجادی محمدآبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Enhancement of Brain CT Images and Applications in Early Detection of Ischemic Stroke
Ischemic stroke is one of the major causes of mortality and accounts for most of adult disabilities happening worldwide. Early detection of ischemic stroke is of great importance since prolonged interruption of cerebral blood flow causes irreversible damage to brain tissues.This will lead to permanent disabilities or even death.Stroke diagnosis is mainly done using imaging systems. CT scan and MRI play a significant role in CVA detection. Non-enhanced CT is often the first radiologic examination performed in case of suspicion of stroke. Compared to MRI, brain imaging with CT is more accessible, less expensive and quicker. Nevertheless the signs of ischemia in few hours after onset are quite subtle on CT or practically invisible. Contrastis an important factor in subjective evaluation of image quality. In present thesis, we concentrated on contrast enhancement of brain CT images so that subtle signs of ischemia become more visible to radiologist. To this end numerous methods of contrast enhancement were evaluated. In medical image processing, multi-scale transforms are being used for different purposes. These transforms are able to extract image details and edges in different size and scales. So they provide a flexible framework for image analysis and modification. For example, by appropriate amplification of specific sub-bands’ coefficients using linear or non-linear mapping functions, we are able to emphasize on desired image details with specific size. This is our general approach in brain CT image enhancement. These transforms are completely characterized by their corresponding set of basis functions and this set can be redundant or not. By allowing redundancy, it is possible to enrich the set of basis functions so that the transform is more efficient in capturing some signal behavior. In addition, redundant transforms are generally more flexible and easier to design. In applications such as denoising, enhancement and contour detection a redundant transform can significantly outperform a non-redundant one. These redundant transforms are often translation-invariant. This feature is of unique importance in many image processing tasks. In this thesis, we used four different redundant multi-scale transforms to enhance brain CT images:Redundant Dyadic Wavelet Transform (RDWT), Laplacian Pyramid (LP), Nonsubsampled Pyramid (), and Nonsubsampled Contourlet Transfrom (NSCT). Except Laplacian Pyramid, the other three transforms are also translation invariant. At the end we show that by using these transforms and proper selection of sub-bands and mapping functions, it is possible to suitably enhance brain CT images so that ischemic sensitive brain tissues e.g. gray matter, basal ganglia and ... Keywords: stroke – ischemia – contrast enhancement – CT scan – Wavelet – NSWT – NSCT – Laplacian Pyramid
سکته‌ی مغزی نوع ایسکمی یکی از مهم ترین عوامل مرگ و میر جهانی و عامل اصلی معلولیت در بسیاری از کشور‌های دنیاست. تشخیص زود هنگام سکته‌ی مغزی اهمیت بسیاری دارد چرا که اگر جریان خون رسانی به بافت آسیب دیده برقرار نگردد، آن قسمت از بافت مغز دچار آسیب برگشت ناپذیر شده و در نتیجه فرد بیمار دچار معلولیت‌های دائمی و حتی مرگ می‌گردد. با این حال اگر بیمار، واجد شرایط درمان‌های مربوط به ایسکمی نباشد (مثلاً سکته مغزی نوع همورجیک رخ داده باشد)، استفاده از دارو‌های ترومبولیتیک (بر طرف کننده‌ی لخته‌های خونی) می‌تواند منجر به خون ریزی مغزی و در بسیاری از موارد مرگ بیمار شود. تشخیص سکته مغزی عمدتاً توسط تصویر برداری امکان پذیر است. مهم ترین روش‌های تصویر برداری بمنظور تشخیص سکته مغزی، سی‌تی اسکن و ام‌آرآی می‌باشند. در اکثر موارد اولین اقدام برای بیمار مشکوک به ایسکمی، تصویر برداری سی‌تی مغز می‌باشد. با این وجود نشانه‌های ایسکمی در تصویر سی‌تی اسکن در ساعات اولیه بسیار ناچیز است و درک آن‌ها نیاز به دقت بسیار بالا، تخصص و تجربه‌ی زیادی دارد. در این پایان نامه تلاش شده تا کنتراست تصویر سی‌تی بنحوی بهبود یابد که جزئیات مربوط به تشخیص سکته‌ی مغزی بهتر دیده شوند.در حقیقت کنتراست تصویر نقش بسیار مهمی در درک جزئیات تصویر توسط بیننده دارد. برای این منظور روش‌های مختلف بهبود کنتراست مورد بررسی قرار گرفته اند. در پردازش تصاویر پزشکی تبدیل‌های چند مقیاسی برای مقاصد مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این روش‌ها می‌توانند جزئیات و لبه‌های تصویر را در مقیاس‌ها و ابعاد مختلفی آشکار سازی نمایند، از این رو بستر منعطفی جهت بررسی و ایجاد تغییرات در تصویر ارائه می‌کنند. بعنوان مثال با تقویت ضرائب زیر باند‌های خاص بنحو مناسب با استفاده از توابع نگاشت خطی و یا غیر خطی می‌توان جزئیات تصویر که دارای اندازه‌ی مشخصی هستند را تقویت نمود. در اینجا ما از این روش برای ارتقاء تصاویر سی‌تی مغز استفاده می‌کنیم.این گونه تبدیل‌ها با استفاده از مجموعه توابع پایه شان کاملاً مشخص می‌گردند. این مجموعه‌ی توابع پایه می‌توانند دارای اقزونگی باشند.استفاده از افزونگی این امکان را بوجود می‌آورد تا بتوان مجموعه توابع پایه را غنی تر نمود بنحوی که برخی از رفتار‌ها و ویژگی‌های سیگنال بطرز مؤثر تری توسط تبدیل مورد استفاده اخذ شده و به نمایش در آید. این گونه تبدیل‌ها معمولا دارای انعطاف بیشتری بوده و طراحی آن‌ها آسان تر می‌باشد. همچنین معمولاً تبدیل‌های دارای افزونگی نسبت به جابجایی و شیفت سیگنال ورودی پایدار بوده و تغییری نمی‌کنند. این ویژگی در پردازش تصاویر اهمیت بسیاری دارد. در این پایان نامه بمنظور ارتقاء تصاویر سی‌تی مغز، چهار تبدیل چند مقیاسی دارای افزونگی مورد بررسی قرار می‌گیرند. از میان این چهار تبدیل سه تای آن‌ها ویژگی تغییر ناپذیری نسبت به جابجایی را هم دارا می‌باشند. در انتها نشان می‌دهیم که با استفاده از این تبدیل‌ها و انتخاب زیر باند‌ها و توابع نگاشت مناسب می‌توان تصویر سی‌تی مغز را بنحوی بهبود بخشید که بخش‌های حساس به ایسکمی یعنی ماده‌ی خاکستری مغز، چین خوردگی‌ها و lentiform nucleus بهتر مشاهده شوند. کلمات کلیدی: سکته مغزی - ایسکمی - ارتقاء کنتراست -سی‌تی اسکن – موجک - RDWT-NSWT–NSCT

ارتقاء امنیت وب با وف بومی