การออกแบบและพัฒนาชุดส่วนประกอบซอฟต์แวร์สำหรับสร้างภาพเชิงปริมาตรเพื่อสนับสนุนงานด้านการแพทย์

Abstract

ในปัจจุบันการสร้างภาพเชิงปริมาตรมีประโยชน์ทางการแพทย์อย่างมาก โดยเฉพาะการช่วยให้แพทย์เห็นสภาพภายในร่างกายของผู้ป่วยในรูปแบบของสภาพสามมิติก่อนการวินิจฉัยหรือผ่าตัด แต่การพัฒนาโปรแกรมประยุกต์ในทางการแพทย์ที่มีการสร้างภาพเชิงปริมาตรต้องประสบปัญหายุ่งยาก เนื่องจากความซับซ้อนและยุ่งยากของขั้นตอนวิธีในการสร้างภาพ นอกจากนี้ขั้นตอนวิธีส่วนใหญ่ยังให้ประสิทธิภาพในการสร้างภาพที่ต่ำ งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้โดยได้ทำการออกแบบและพัฒนาชุดของส่วนโปรแกรมสำหรับสร้างภาพเชิงปริมาตรเพื่อใช้ในการสร้างโปรแกรมประยุกต์ทางด้านการแพทย์ที่มีการใช้การสร้างภาพเชิงปริมาตรเพื่อกำจัดความซับซ้อนและซ้ำซ้อนในการพัฒนาโปรแกรมประยุกต์ งานวิจัยนี้ได้ออกแบบและพัฒนาส่วนโปรแกรมสำหรับการสร้างภาพเชิงปริมาตรจำนวน 7 ส่วน โปรแกรมได้แก่ VolumeX เป็นส่วนโปรแกรมหลักซึ่งใช้สร้างภาพเชิงปริมาตร TFFile เป็นส่วนโปรแกรมที่ใช้จัดเก็บและอ่านฟังก์ชันถ่ายโอน TFGraph เป็นส่วนโปรแกรมที่ใช้สร้างฟังก์ชันถ่ายโอนจากกราฟ TFGradient เป็นส่วนโปรแกรมที่สร้างฟังก์ชันถ่ายโอนจากการไล่โทนสี TFSelectColor เป็นส่วนโปรแกรมที่ใช้สร้างฟังก์ชันถ่ายโอนจากการเลือกสีของผู้ใช้ RawDataRead เป็นส่วนโปรแกรมสำหรับอ่านข้อมูลเชิงปริมาตร และ SWCisAndShading เป็นส่วนโปรแกรมสำหรับจำแนกประเภทและให้แสงเงาด้วยซอฟต์แวร์โดยในส่วนโปรแกรม VolumeX งานวิจัยนี้ได้เลือกใช้ขั้นตอนวิธีในการสร้างภาพเชิงปริมาตรที่มีประสิทธิภาพสูงคือการสร้างภาพเชิงปริมาตรโดยใช้การแม็พเท็กซ์เจอร์สามมิติซึ่งนำความสามารถของกราฟิกส์ฮาร์ดแวร์ในปัจจุบันมาช่วยเร่งความเร็วในการสร้างภาพเชิงปริมาตร รวมถึงได้เพิ่มความสมารถในการให้แสงเงา การจำแนกประเภท และความสามารถในการตัดส่วนของข้อมูลที่ไม่ต้องการออกทั้งโดยใช้ระนาบและโดยใช้รูปทรงเรขาคณิตโดยใช้กราฟิกส์ฮาร์ดแวร์เป็นตัวเร่งการทำงาน จากการทดสอบในงานวิจัยพบว่าชุดส่วนโปรแกรมสามารถนำไปสร้างเป็นโปรแกรมประยุกต์สำหรับการสร้างภาพเชิงปริมาตรได้ และยังยืดหยุ่นเพียงพอกับการสร้างโปรแกรมประยุกต์บนเว็บเพจ ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบอยู่ในเกณฑ์ดีแม้ว่าการให้แสงเงาจะส่งผลกระทบทำให้ประสิทธิภาพของการสร้างภาพต่ำลงแต่ก็ยังอยู่ในเกณฑ์ที่สามารถโต้ตอบกับผู้ใช้ได้