10690

10690

ارائه ويژگيهاي مناسب جهت شناسايي ناهنجاريهاي حركت قلبي از روي تصاوير اكوكارديوگرافي

دكتري

برق - بيوالكتريك

آبان 1391

آبان 1391

دكترحميد بهنام

دكتر زهرا عليزاده ثاني

شناسايي و ارزيابي دقيق ناهنجاريهاي عمومي و ناحيه¬اي عضله بطن چپ قلب در تصاوير اكوكارديوگرافي در پيشگيري و درمان بسياري از بيماريهاي قلبي عروقي از جمله بيماريهاي عروق كرونر داراي اهميت باليني فراواني مي¬باشد. انجام اين كار توسط كارديولوژيست بسيار دشوار، خسته كننده، زمان¬بر، كيفي و به شدت وابسته به آموزش و تجربه اوست. لذا ارائه روشهاي پردازش تصاوير خودكار بر اساس الگوريتمهاي يادگيري منيفلد جهت شناسايي و ارزيابي كمي، دقيق و سريع اين ناهنجاريها محور اصلي اين تحقيق مي-باشد. در ابتدا، با اعمال روش¬هاي يادگيري منيفلد به نامهاي Isomap و LLE بر مجموعه تصاوير اكوكارديوگرافي و الهام گرفتن از فيزيولوژي قلب، روشي نوين براي تعيين خودكار طول يك سيكل قلبي و همچنين تصاوير انتهاي دياستول و انتهاي سيستول ارائه شده است. تعيين اين پارامترها منجر به عدم نياز به اخذ سيگنال ECG همزمان با سيستم تصوير برداري اكوكارديوگرافي و همچنين منجر به تشخيص و محاسبه خودكار و سريع بسياري از پارامترهاي عملكردي بطن چپ قلب از جمله نرخ تخليه بطن چپ مي-شود. متوسط تقريبي تفاوت بين نتايج روش پيشنهادي و تشخيص متخصص با تجربه با كمك سيگنال ECG در تعيين اين سه پارامتر به ترتيب برابر با 4/0، 1، و 1 فريم مي¬باشد. در ادامه، يك روش جديد يادگيري منيفلد به نام الگوريتم Isomap اصلاح شده ارائه شده است. در اين روش، فاصله تصاوير بر اساس پارامترهاي بهينه يك تبديل غير صلب سلسه مراتبي كه توسط روش تطبيق بين تصاوير حاصل شده، تعريف مي¬شود. با اعمال اين روش جديد يادگيري منيفلد بر روي تصاوير اكوكارديوگرافي بطن چپ يك سيكل قلبي، ارتباط بين اين تصاوير در فضاي ويژگي جديد بر اساس حركت و تغيير شكل غير صلب ديواره بطن چپ و يا به عبارت ديگر بر اساس تغييرات حجم بطن چپ در فازهاي مختلف يك سيكل قلبي نشان داده مي¬شود. از كاربردهاي استخراج¬شده از اين الگوريتم مي¬توان به محاسبه منحني تغييرات حجم بطن چپ در يك سيكل قلبي، تخمين حركت عمومي ديواره بطن چپ و همچنين طبقه¬بندي ناهنجاريهاي ناحيه¬اي عضله بطن چپ در يك مقياس سه نقطه¬اي (1= طبيعي، 2= كم حركت، 3= بي¬حركت) اشاره كرد. رگرسيون خطي بين شاخص كمي عمومي پيشنهادي از منيفلد حاصل و شاخص نمره حركت عمومي ديواره بطن چپ و همچنين مقداركسر تخليه بطن چپ اندازه گيري شده توسط متخصص با تجربه به ترتيب منجر به نتيجه ضريب همبستگي 85/0 و 90/0 شده است. علاوه بر اين، طبقه¬بندي ناهنجاريهاي ناحيه¬اي عضله بطن چپ حاصل از روش پيشنهادي با طبقه¬بندي چشمي مرجع منجر به توافق مطلق 82% و توافق نسبي 97% شده است. واژه‌هاي كليدي: يادگيري منيفلد، تصاوير اكوكارديوگرافي، تطبيق تصاوير، بطن چپ، الگوريتم LLE و Isomap.