Skip to main content
SUPERVISOR
رسول امیر فتاحی ورنوسفادرانی (استاد راهنما) مژگان مختاری (استاد مشاور) سعید صدری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Vahid Malekian
وحید ملکیان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
In recent years digestive colon diseases have increased dramatically. A category of common digestive diseases are Colitis. In medicine, Colitis refers to inflammation of the colon. Collagenous Colitis is a type of microscopic colitis which is characterized by chronic and intense diarrhea. While this change is normal in macroscopic view of the colon tissue, it is abnormal in the microscopic view. Routine tests like blood tests and parasite tests cannot be used for diagnosis. The only method of diagnosis is sampling of the colon during colonoscopy and measuring the thickness of collagen band by Pathologist which is obtained through microscope images. Thickness of collagen band in the colon tissue of a patient is more than 10 micrometers. This change of collagen thickness in sub epithelial may occur anywhere in colon tissue, so pathologists need to sample several areas of colon tissue and measure the thickness of the collagen band. Now this procedure is done manually, which leads to fatigue and loss of accuracy of pathologists. In this thesis, we take high resolution images from tissue samples in order to develop the algorithm which can extract collagen band from colon tissue and measure the thickness of the collagen band accurately. The proposed algorithm was designed in a way to make it resistant to the changes of environmental conditions, and acceptably flexible to segment colon tissue images. Due to the fact that the image segmentation of colon tissues needs to have high level quality, the first step is preprocessing. Then the color and texture features must be extracted from the image. After that the optimum features which perform better in the separation of target and nontarget image samples are selected through the Adaboost feature selector. In the next step accurate optimized classifier is used to separate collagen band from the colon tissue. Through several different methods in this research, MLP neural network is obtained as the most efficient way. In the last step, after completing segmentation by using appropriate algorithms, the thickness of collagen band is measured along the axis passing through its area. Performance of the proposed algorithm and accuracy of the results have been confirmed by a pathologist. Keywords: Collagenous colitis, Image segmentation, Feature extraction, Classification, MLP Neural network
طی سال‌های اخیر بیماری‌های گوارشی روده در کشور افزایش چشم‌گیری پیدا کرده است. یک دسته شایع از این بیماری‌های گوارشی، کولیت‌ها می‌باشند. در پزشکی واژه‌ی کولیت به التهاب کولون اشاره دارد وهمچنین برای توصیف التهاب روده بزرگ نیز به کار برده می‌شود. کولیت کلاژنی، بیماری التهاب کلاژن در کولون و یکی از بیماری‌های کولیت میکروسکوپی است که توسط اسهال شدید و مزمن مشخص می‌گردد. این تغییر در کولون از لحاظ ماکروسکوپی به صورت نرمال و از لحاظ میکروسکوپی غیرنرمال می باشد. در تشخیص این بیماری نمی‌توان از آزمایشات معمول مانند آزمایش خون و تست انگل استفاده کرد. تنها روش تشخیص این بیماری با استفاده از نمونه برداری از روده بزرگ در خلال کلونوسکوپی و اندازه‌گیری ضخامت کلاژن توسط پاتالوژیست و به کمک میکروسکوپ می‌باشد. ضخامت لایه کلاژن در بافت کولون فرد بیمار از 10میکرومتر بیشتراست. این تغییر ضخامت کلاژن در طول ناحیه ساب‌اپیتلیال جای مشخصی ندارد و ممکن است در هر جای آن اتفاق بیفتد. بنابراین پاتالوژیست می‌بایست از چندین ناحیه در طول بافت کولون نمونه‌برداری و ضخامت لایه کلاژن را اندازه‌گیری کند. هم اکنون این کار به صورت چشمی انجام می‌شود که دربسیاری از مواقع باعث خستگی، کاهش دقت و خصوصاً اندازه‌گیری سلیقه‌ای می‌شود. بنابراین هدف از این تحقیق آن است که با تصویربرداری از نمونه، الگوریتمی پیشنهاد شود که لایه کلاژن را از تصویر بافت کولون استخراج نموده و ضخامت آن را با دقت اندازه گیری کند و پس از استخراج این اطلاعات از تصویر نواحی مشکوک را مشخص سازد. الگوریتم پیشنهادی در این تحقیق به‌ نحوی طراحی شده که در برابر تغییرات شرایط محیطی مقاوم بوده و در بخش‌بندی و جدا‌سازی اجزای هیستوپاتولوژی کولون برای پردازش‌های سطح بالای تصویر از انعطاف‌پذیری قابل قبولی برخوردار ‌باشد. با توجه به این‌که بخش‌بندی در تصاویر بافت کولون نیاز به تصویر با کیفیت مناسب دارد، اولین مرحله، پیش پردازش بر روی تصویر می‌باشد. در قدم بعدی می‌بایست ویژگی‌های رنگ و بافت مورد نظر از تصویر استخراج شود. از آن میان ویژگی‌های برتر که قدرت جداسازی بهتری نسبت به سایر ویژگی‌ها دارند، توسط الگوریتم انتخابگر ادابوست تعیین می‌شوند. پس از آن از الگوریتم ‌طبقه‌بندی‌کننده بهینه با دقت وکارایی بالا به منظور جداسازی لایه کلاژن از تصویر بافت کولون استفاده می شود. در این پایان‌نامه از میان چندین روش مختلف، روش با سرپرست شبکه عصبی MLP به عنوان کارآمدترین روش انتخاب شده است. در مرحله‌ی آخر و پس از اتمام بخش‌بندی و جداسازی لایه کلاژن، با بکارگیری الگوریتم‌های مناسب، ضخامت لایه کلاژن در طول ناحیه و عمود بر محور گذرنده از آن اندازه گیری می‌شود. نتایج بدست آمده در این تحقیق و صحت عملکرد الگوریتم پیشنهادی توسط متخصص پاتولوژیست مورد تائید قرار گرفته است. کلمات کلیدی: کولیت کلاژنی، بخش بندی تصویر، استخراج ویژگی، طبقه‌بندی، شبکه‌ی عصبی MLP.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی