Skip to main content
SUPERVISOR
Said Sadri,Rasoul AmirFattahi
سعید صدری (استاد راهنما) رسول امیر فتاحی ورنوسفادرانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Narjes Karami
نرجس کرمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390
Osteoarthritis (OA) is a chronic and debilitating joint disease characterized by degenerative changes to the bones, cartilage, meniscus, ligaments and synovial tissue. Since the OA is one of the most common disease among adults, costs of treatment have large economic impact for the patients and also the health care system. One of the main effects of OA is degradation of articular cartilage, which leads to pain and mobility loss of the joints. Articular cartilage of the knee is a thin layer that covers the end of bones in the joint. In OA the cartilage is damaged. Therefore, one of the effective methods to assess disease progression is monitoring of cartilage changes such as shape, volume or thickness. According to the reports acquired from radiologist and orthopedics during diagnosis of articular cartilage defect based on MRI imaging and the orthopedics observation some mismatches appear between them. What causes this phenomenon is the intrinsic ambiguity of cartilage MRI images in showing the edges and features of the cartilage precisely. However based on image processing of MRI images the disease progression can be diagnosed and programmed before knee surgery. This procedure is performed by bone and cartilage segmentation of knee MRI. In this thesis, several methods are proposed for automatic segmentation of bones in knee MRI’s. The segmentation methods are based on active shape models and active contours. Initialization of the contour is obtained from image registration techniques. The methods are tested on 3 slices of 20 datasets from SKI10 database and the results have been compared with medical diagnosis done by experts. The method based on active shape models obtained an average Dice similarity coefficient (DSC) of 0.9382, 0.9077 for femur and tibia bones and 0.9601, 0.9458 obtained with active contour. Keywords: Osteoarthritis, segmentation, image registration, active shape model, active contour
بیماری استئوآرتریت که به اختصار OAنامیده می شود، یک بیماری مزمن و ناتوان کننده مفصل های بدن انسان است که تغییرات مخربی روی استخوان، غضروف، منیسک، لیگامان و بافت سینوویال می گذارد. این بیماری یکی از مهمترین بیماری های رایج در میان بزرگسالان است که هزینه های درمان آن، فشار اقتصادی زیادی را به بیمار و سیستم بهداشت کشورها وارد می کند. یکی از مهمترین تأثیرات بیماری استئوآرتریت، آسیب غضروف مفصلی زانو و ایجاد درد و از دست دادن قابلیت تحرک مفصل است. غضروف مفصلی زانو، یک لایه باریک است که انتهای استخوان‌ ها در مفصل زانو را می پوشاند. این غضروف در اثر بیماری استئوآرتریت غضروف ساییده می شود. بنابراین یکی از روش های موثر برای بررسی میزان پیشرفت بیماری استئوآرتریت، پایش تغییرات غضروف از جمله شکل، حجم و یا ضخامت آن است. گزارش هایی که تاکنون وجود دارد نشان می دهد که بین آنچه که رادیولوژیست ها در تفسیر عکس های MRI زانو ارائه می کنند با آنچه که جراح‍های ارتوپدی با عمل جراحی آرتروسکوپی به دست می‍آورند تفاوت معنی داری وجود دارد. این امر معمولاً به این دلیل ایجاد می شود که رادیولوژیست ها در خواندن و تفسیر دقیق غضروف ناحیه زانو به دلیل ماهیت مبهم مرزها و ویژگی های غضروف در تصاویر MRI، مرتکب خطا می شوند. با این حال می‍توان براساس تصاویر MRI به تشخیص میزان پیشرفت بیماری و برنامه‍ریزی برای عمل جراحی زانو پرداخت. برای این کار لازم است تصاویر MRI به منظور بخش بندی استخوان های زانو و جداسازی غضروف های مربوطه مورد پردازش قرار گیرند. در این پایان نامه از روش های تمام اتوماتیک پردازش تصویر برای بخش بندی استخوان‍های زانو در تصاویر MRI استفاده شده است. برای این کار از روش بخش‍بندی براساس مدل های شکل پذیر و کانتور فعال استفاده می شود. کانتور اولیه در این روش ها از تکنیک ثبت تصویر بدست می‍آید. روش های انتخابی روی 20 داده و در هر داده بر روی 3 مقطع از مجموعه داده های SKI10 ارزیابی شده اند و نتایج آن ها با پزشک متخصص مقایسه شده است. متوسط دقت روش مبتنی بر مدل‍های شکل پذیر برای استخوان ران و درشت نی به ترتیب برابر با 9382/0 و 9077/0 است و متوسط دقت روش مبتنی بر کانتور فعال برای استخوان ران و درشت‍نی به ترتیب برابر با 9601/0 و 9458/0 است. کلمات کلیدی: 1- استئوآرتریت 2-بخش بندی 3-ثبت تصویر 4-مدل های شکل پذیر 5-کانتور فعال

ارتقاء امنیت وب با وف بومی