วิธีการประมวลผลภาพดิจิตอลสำหรับการแบ่งส่วนที่เป็นสมอง จากภาพเอ็มอาร์ไอด้วยเทคนิคการใช้เส้นแสดงรูปร่างที่ปรับเปลี่ยนได้

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาและพัฒนาวิธีการใช้เส้นแสดงรูปร่างที่ปรับเปลี่ยนได้ในการแบ่ง ส่วนบริเวณสมองจากชุดภาพเอ็มอาร์ไอ ในงานวิจัยนี้ได้มีการปรับปรุงวิธีการใช้เส้นแสดงรูปร่างใน 3 ลักษณะคือ การปรับปรุงโครงสร้างของเส้นแสดงรูปร่างให้สามารถแสดงรายละเอียดภายในได้ชัดเจนมากขึ้น การเลือกใช้ขั้นตอนวิธีการค้นหาแบบเส้นทางสั้นที่สุดภายในกราฟเพื่อให้พบผลลัพธ์ที่ดีขึ้น และการพัฒนา ฟังก์ชันพลังงานโดยเก็บข้อมูลความสัมพันธ์ของค่าระดับเทาของจุดภาพบนขอบกับจุดภาพนอกขอบของ สมองจากภาพในลําดับที่กําหนดซึ่งผ่านการแบ่งส่วนที่เป็นสมองด้วยมือแล้วจํานวนหนึ่งภาพ ดังนั้นฟังก์ชัน พลังงานจะมีความเหมาะสมมากขึ้นในการนําไปใช้แบ่งส่วนของภาพลําดับอื่น ๆ ในชุดภาพเดียวกัน ขั้นตอนการแบ่งส่วนของชุดภาพชุดหนึ่งจะกระทําครั้งละหนึ่งภาพ เริ่มจากภาพในลําดับที่กําหนดซึ่ง ผ่านการแบ่งส่วนด้วยมือไว้แล้วไปทางด้านต้นจนถึงภาพในลําดับแรกและไปทางด้านท้ายจนถึงภาพในลําดับ สุดท้ายของชุดภาพ การแบ่งส่วนในแต่ละภาพจะใช้ตัวกรองแบบ nonlinear anisotropic diffusion เพื่อทำให้ บริเวณภายในสมองมีความกลมกลืนและบริเวณขอบสมองชัดเจนมากขึ้น จากนั้นจึงแบ่งส่วนโดยการใช้เส้น แสดงรูปร่างที่ปรับเปลี่ยนได้ และสุดท้ายจึงกําจัดบริเวณที่ไม่ใช่สมองออกโดยการหาค่าขีดแบ่ง งานวิจัยนี้ได้ทดสอบวิธีการแบ่งส่วนกับชุดภาพ 2 ประเภทคือ ชุดภาพที่เกิดจากการสังเคราะห์ซึ่ง ประกอบด้วยชุดภาพในระนาบขนานกับใบหน้าและในระนาบตั้งฉากกับแกนศีรษะอย่างละหนึ่งชุดภาพ และ ชุดภาพที่ได้มาจากโรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ซึ่งเป็นชุดภาพในระนาบขนานกับใบหน้าจํานวน 7 ชุดภาพ ใน การประเมินผลกระทําใน 2 ลักษณะคือ การประเมินผลเชิงคุณภาพและการประเมินผลเชิงปริมาณ จากการ ประเมินผลเชิงคุณภาพพบว่าบริเวณส่วนที่เป็นสมองโดยรวมมีความถูกต้องสมบูรณ์ยกเว้นบางจุดภาพภาย ในบริเวณสมองที่ถูกกําจัดออกไป และสําหรับการประเมินผลเชิงปริมาณโดยการคํานวณด้วยค่า Similarity Index (S) พบว่าค่า S โดยเฉลี่ยจากทั้ง 7 ชุดภาพของชุดภาพประเภทที่สองมีค่าเป็น 0.953 ซึ่งใกล้เคียงกับ ค่า S ที่คํานวณจากผลของการแบ่งส่วนด้วยมือ