به كارگيري حسگري فشرده در بازسازي و فشرده سازي تصاوير سه بعدي فوتوآكوستيكي

كارشناسي ارشد

امروزه تعداد تولد نوزادان نارس و مرگ و مير آن‌ها افزايش يافته است. درك مكانيسم نروبيولوژيكي در رشد مغز پس از تولد نوزاد نارس بسيار مهم است. تصويربرداري از مغز مي‌تواند يك راه حل براي اين موضوع ارائه دهد. تصويربرداري‌هاي موجود از مغز با وضوح بالا مانند مقطع‌نگاري كامپيوتري اشعه ايكس و تصويربرداري رزونانس مغناطيسي گران قيمت هستند و غير قابل حمل مي‌باشند. علاوه بر اين، اشعه ايكس يونيزان بوده بنابراين براي تصويربرداري ساختاري و عملكردي مغز در نوزادان نارس مناسب نيست. روش تصويربرداري سونوگرافي براي مغز نوزادان قابل حمل است، با اين حال، عمدتا اطلاعات مورفولوژيكي (به عنوان مثال شامل خونريزي، ادم، كيست، و غيره) ارائه مي‌دهد و اطلاعات كاربردي محدودي (مثلا اندازه‌گيري جريان خون توسط سونوگرافي داپلر) را فراهم مي‌كند. سيستم طراحي شده و به‌كارگرفته در اين پروژه در حال توسعه يك سيستم تصويربرداري مقطع‌نگاري فوتوآكوستيكي غير تهاجمي كاركردي براي مغز در نوزادان نارس است. تصويربرداري مقطع‌نگاري فوتوآكوستيكي تصاوير با وضوح بالا از عروق مغز، خون، بافت و اكسيژن را فراهم مي‌كند. اولين هدف در اين پژوهش بازسازي سه بعدي تصاوير فوتوآكوستيكي با استفاده از حسگري فشرده، به صورت كارآمد و موثر از سيگنال‌هاي خام جمع آوري شده از مبدل‌ها در سطح يك نيمكره است. در تئوري حسگري فشرده، سيگنال مفروض با تعداد نمونه‌هاي بسيار محدود، بازسازي مي‌شود. با توجه به نمونه‌هاي محدود در بازسازي سيگنال در حسگري فشرده، دقت در بازسازي سيگنال‌ اهميت پيدا مي‌كند. در واقع، سيگنال‌هاي خام فوتوآكوستيكي داراي اطلاعات مهمي هستند كه حفظ هر بخش از آن‌ها در بازيابي مهم و كليدي است. يكي از مهمترين روش‌هاي حسگري فشرده، حسگري فشرده بيزين مي‌باشد كه از خطا و زمان بازسازي مناسبي برخوردار است. در روش پيشنهادي، ابتدا سيگنال فوتوآكوستيكي به روش حسگري فشرده بيزين فشرده‌سازي و بازيابي شده، سپس تصوير سه بعدي از آن بازسازي مي‌شود. اين رويكرد ساخت تصوير با استفاده از سيگنال‌هاي فشرده و بازيابي شده مي‌باشد، كه در مقابل فشرده‌سازي تصوير قرار مي‌گيرد. در اين روش، تصاوير سه بعدي بازسازي شده نسبت به روش فشرده‌سازي تصوير_ كه در آن ابتدا تصوير سه بعدي به فريم‌هاي دو بعدي تقسيم شده و بعد از فشرده‌سازي و بازيابي فريم‌ها به روش حسگري فشرده دو بعدي، دوباره فريم‌ها تصوير سه بعدي را مي‌سازند_ داراي كيفيت بالاتري مي‌باشند و از اين نظر براي كاربرد‌هاي پزشكي از راه دور و يا با هدف ذخيره‌سازي داده‌هاي حجيم پزشكي مناسب‌تر است.

191825

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر محمدرضا نصيري آوانكي

مهندسي پزشكي - بيو الكتريك

دكتر حميد بهنام