دراسة لتحديد العوامل المؤثرة في تكوين الصور المقطعية وتصميم برنامج حاسوبي بلغة الـ MATLAB لتحسين جودتها A Study To Specify the Parameters Affecting the Formation of CT Scanner Images And Designing A MATLAB-Based Computer Program To Improve Their Quality
Loading...
Date
2019-04-04
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
The rapid and rapid development of digital applications and information
revolution has forced its users to use and manipulate digital images in
many scientific fields (medical, industrial, space, military and security).
The use of medical image processing systems contributes to the reduction
of medical errors and assistance in Early detection of diseases and
reducing the dose of radiation to the patient in the case of re-imaging,
this study dealt with the factors affecting the composition and identification
of CT images, and the design of computer system in the language of
MATLAB to improve quality based on the physical factor (intensity and
energy photons bright Ray absorbed from the detector computed
tomography device) in the spatial area of the image using a program
(Matlab2013) on the image directly .pent results obtained using a number
of six filters are(Gaussian Filter- BB Filter- CB Filter Average Filter- High
pass Filter -Average Filter Median Filter(And the technique of balancing
the shape (HE) on three parts of the body (head, lung and abdomen) to
show the difference of improvement between them and using the
proposed system, the quality of the improved images was assessed using
six quality measures (PSNR-MSE-MAE-AD- MD-Sd) and is evaluated
by specialists (doctors and radiologists). The results showed that the
Gaussian filter is the best and the most efficient in improving the quality.
This indicates that the quality of the images improved by this filter is of
high quality. The values of PSNR (51 dB) - 37 dB41 - dB for both head
and lung images And the abdomen respectively. The results of Sd are
also shown to be the lowest value for all filters (Gaussian Filter, CB Filter
Average Filter-BB), The main characteristics of these images are different
in terms of lighting and color distribution due to absorption, dispersion andvii
access to X-ray photons, which is reflected in the filter function. The
results of the visual evaluation of the proposed images showed that the
Gaussian candidate has a high ability to improve the quality of the
proposed CT images and the application of the statistical program (SPSS)
on the results of the evaluation. The results confirmed that there were
statistically significant differences between the filters used in the research
due to different candidate from each other, The filters were arranged
according to their quality within the system, respectively:-
Gaussian Filter
BB Filter
HE
CB Filter
Average Filter
High pass Filter
Median Filter
Description
إن الأشعة السينية جزءا من الأشعة الكهرومغناطيسية التي اكتشفت في عام 1895 بواسطة الفيزيائي الألماني رونتجن (28 مارس 1895 ). تنطلق الأشعة السينية في الفراغ بسرعة تقترب كثيرا من ثلاثمائة ألف كيلو متر في الثانية بصرف النظر عن طاقتها (2.99792458X810 متر/الثانية)، وتقدر طاقة الأشعة السينية بوحدات تسمى الإلكترون فولت [1] .
يتراوح طول الأشعة السينية الأكثر استخداما ما بين 0.001 إلى 10 نانو متر, ومن تم فهي تمتلك ترددات في المدى المتراوح ما بين 3X1016 الى 3X1020 هيرتز ، و على هذا الأساس فإن طاقة الأشعة السينية تتراوح ما بين 120 إلكترون فولت إلى 1.2 مليون إلكترون فولت[2].كما يتضح من المعادلة
E = (h *c)/( λ)
حيث E تمثل طاقة الأشعة السينية ، h ثابت بلانك ، cسرعة الضوء ، λ يمثل الطول الموجي.
على الرغم من أن الأشعة السينية والضوء العادي ينطلقان بالسرعة نفسها في الفراغ ويؤثران في الألواح الفوتوغرافية (أفلام التصوير), إلا أن الأشعة السينية غير مرئية وتتميز بقدرة عالية على المرور عبر المواد المختلفة المعتمة للضوء مثل جسم الإنسان , الخشب شرائح رقيقة نسبيا من المعادن كالألومنيوم والرصاص[1].
دخلت الأشعة السينية حيز التطبيق بعد اكتشافها مباشرة, وكان المجال الطبي أول التطبيقات التي استفادت من الأشعة السينية, نظرا لخصائصها غير المعتادة التي تمكن من رؤية مكونات الجسم من الداخل بدون جراحة، أو إسالة دماء ، أو حتى تخدير ، ولا يستغرق الأمر سوى دقائق معدودة [3].
يعتمد تكوين الصور الإشعاعية الطبية التشخيصية على طبيعة الطاقة المستخدمة في أجهزة التصوير الإشعاعي فمثلا يعتمد بعضها على طيف الأشعة السينية وبعضها الاخر يعتمد على استخدام الموجات فوق الصوتية( Ultra sound) أو طاقة المجال المغناطيسي و أمواج الراديو المستخدمة في التصوير بالرنين المغناطيسي Magnetic Resonance Imaging (MRI)[4].
يعد التصوير المقطعي المحوسب ( Computerized Axial Tomography) CAT)) من أهم تقنيات التصوير الطبي الحديثة التي تستخدم الأشعة السينية للحصول على صورة مجسمة لجسم الانسان بدلا من صورة الأشعة السينية التقليدية التي توفر معلومات بسيطة عن الهيكل العظمي و بعض الأعضاء العضوية للإنسان [4] .
تعتبر أجهزة التصوير المقطعية تطورا للتصوير و التشخيص باستخدام الأشعة السينية اعتمد تطورها على التطور الهائل للحاسوب ، و سرعته ، و باستخدام أجهزة CAT)) يستطيع الطبيب بها فحص جسم الأنسان و تشخيصه بدقة تمكنه من النظر إلى كامل الجسم وكأنه مكون من شرائح رقيقة لتحديد المرض و مكانه بدقة و سرعة عالية [4].
ما تزال دقة الصور الإشعاعية المستخدمة في المجال الطبي غير كافية على الرغم من التقدم التقني المستمر لتطوير أجهزة التصوير الإشعاعية[5] .
ركزت عدة دراسات في كيفية تحسين وتقييم جودة الصور الطبية، بسبب ظهور عدة مشاكل منها عدم وضوح الصور، والضوضاء، والتشويش الملازم للصور، حيث استخدمت عدة تقنيات لتحسين جودتها، و ذلك باستخدام عدد من المرشحات والمعادلات (اللوغاريثمات) الرياضية للحد من العيوب داخل الصور للوصول إلى تشخيص طبي أفضل[6].