การพัฒนาวิธีการแยกบริเวณสมองโดยอัตโนมัติสำหรับภาพเอ็มอาร์ไอ

Abstract

การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อการศึกษาและพัฒนาขั้นตอนวิธีการประมวลผลภาพดิจิตอล เพื่อการแยกบริเวณสมองจากภาพเอ็มอาร์ไอแบบอัตโนมัติ ภาพเอ็มอาร์ไอต้นฉบับมีขนาด 256 X 256 จุดภาพที่ความละเอียด 16 บิต จำนวนประมาณ 60 ภาพต่อชุดภาพ จะถูกปรับให้มีความละเอียดลดลงเป็น 8 บิตต่อจุดภาพ แล้วนำไปประมวลผลด้วยวิธีการกำหนดค่าขีดแบ่งโดยใช้ค่าขีดแบ่งซึ่งได้จากการวิเคราะห์ฮีสโตแกรมของบริเวณย่อยในภาพเอ็มอาร์ไอ ภาพขีดแบ่งที่ได้ซึ่งประกอบด้วยบริเวณสมองและบริเวณที่ไม่ใช่สมอง จะผ่านกระบวนการในการกำจัดบริเวณที่ไม่ใช่สมองออกก่อนที่จะนำไปตรวจสอบความต่อเนื่องของบริเวณสมอง เพื่อลดโอกาสในการที่บริเวณที่ไม่ใช่สมองจะถูกเลือกมาปรากฏในภาพผลลัพธ์ การกำจัดส่วนเกินที่ไม่ใช่สมองใช้การยุบตัว การตัดบริเวณที่ทราบแน่ชัดว่าไม่ใช่ส่วนของสมองทิ้งไป เช่น เนื้อเยื่อบริเวณลำคอ และการแยกรอย เชื่อมต่อระหว่างสมองกับบริเวณที่ไม่ใช่สมองจากกันโดยการใช้การยุบตัวด้วยแมสก์ขนาดต่าง ๆ กัน ในที่สุดภาพขีดแบ่งที่ผ่านกระบวนการทั้งหมดจะถูกนำมาตรวจสอบความต่อเนื่องของบริเวณสมอง โดยการพิจารณาร่วมกันภาพต่อภาพตามแนวความคิดที่ว่าสมองประกอบด้วยเนื้อเพียงชิ้นเดียว ดังนั้นพื้นที่ของสมองที่แยกได้ในภาพแผ่นหนึ่งก็ต้องเชื่อมต่อกับพื้นที่สมองที่แยกได้ในภาพแผ่นที่อยู่ติดกัน ในงานวิจัยนี้ได้มีการทดสอบกับชุดภาพที่เคยนำมาใช้ในระหว่างการวิจัย 1 ชุดและชุดภาพใหม่ที่ไม่เคยนำมาใช้อีก 6 ชุด การประเมินผลทำโดยผู้ที่มีความรู้ความชำนาญเกี่ยวกับภาพเอ็มอาร์ไอสมองโดยแบ่งเป็น 2 วิธีคือ การประเมินผลในภาพรวมและการประเมินผลโดยการคิดเป็นอัตราส่วนพื้นที่ของบริเวณสมองที่ขาดหรือเกินเทียบกับบริเวณสมองที่ถูกต้อง พบว่า การประเมินผลทั้งสองวิธีนี้ให้ผลออกมาสอดคล้องกัน โดยสามารถแยกบริเวณสมองได้ผลถูกต้องอยู่ในเกณฑ์ปานกลางถึงดีจำนวน 3 ชุด และอยู่ในเกณฑ์ดีมากอีก 4 ชุด การแยกบริเวณสมองในภาพที่อยู่ในลำดับกลาง ๆ ของชุดภาพได้ผลถูกต้องมากกว่าเมื่อเทียบกับภาพที่อยู่ ประมาณ 5% ของลำดับต้น ๆ และ5 % ของลำดับท้าย ๆ ซึ่งเป็นที่ยอมรับกันว่าเป็นความผิดเพี้ยนซึ่งเกิดเพราะเครื่องถ่ายภาพเอ็มอาร์ไอเอง