سلول هاي خاکستري رنگ مي ميرند

۱۳۸۵/۱۰/۲۵ - ۰۰:۰۰ - کد خبر: 613
سلول هاي خاکستري رنگ مي ميرند

با اين حال ، آيا تاکنون از خود پرسيده ايد که چرا اين تصاوير غالبا خاکستري هستند؟ مساله اينجاست که اساسا تصاوير گرفته شده از طريق سيستم هاي MRI سياه و سفيد هستند ، در حالي که چشم انسان تنها قابليت تشخيص حدود 20 سطح خاکستري را دارد ، اما هزاران رنگ را تشخيص مي دهد. بعلاوه در تهيه تصاوير از بافتهاي حساس و پيچيده اي چون مغز، با توجه به نزديک بودن شدت روشنايي بافتهاي مغزي به يکديگر ، تشخيص بافتهاي متمايز کاري دشوار است.
بي شک در صورت وجود بيماري هايي نظير تومور و تروما ، وجود تصوير رنگي در امر تشخيص و پي بردن به عارضه نقش موثري خواهد داشت. در واقع اين مساله ، محمدحسين کدبي از فارغ التحصيلان دانشگاه صنعتي شريف را بر آن داشته تا طرح دوره کارشناسي ارشد خود در رشته مهندسي پزشکي را به ارائه روشي براي توليد رنگي قابل اطمينان در تصاوير مغز انسان اختصاص دهد. ما نيز به اين بهانه با وي به گفتگو نشسته ايم.

اصولا رنگي سازي تصاوير علمي از بافتها چه اهميتي دارد؟
اساس تصاويري که امروزه از سيستم هاي MRI حاصل مي شود ، تصاوير خاکستري (Gray Scale) يا به اصطلاح سياه و سفيد هستند. از آنجا که چشم انسان تنها قابليت تشخيص حدود 20 سطح خاکستري را دارد (در حالي که هزاران رنگ را تشخيص مي دهد) و همچنين با توجه به نزديک بودن شدت روشنايي بافتهاي مغز به يکديگر ، تشخيص بافتهاي متمايز امري دشوار است.
رنگي سازي تصاوير MRI که به معني اختصاص دادن رنگ به هر بافت است ، باعث مي شود بافتهاي موجود در مغز از هم متمايز شود و درک بصري بهتري به بيننده دهد. اين امر در مطالعات آناتوميکي ساختار مغز انسان و همچنين در موارد تشخيصي (Diagnostic) براي پي بردن به عوارض و ضايعات مغزي نظير تومور ، ورم ، تروما و... با دقت و سرعتي به مراتب بالاتر نقش بسزايي دارد.

رنگ طبيعي مغز انسان چگونه است و تاکنون تصاوير ارائه شده از مغز چه رنگي داشته اند؟
در دهه 80 ميلادي ، يک مرکز پژوهشي در امريکا به نام (NLM (National Library of medicineاقدام به تهيه يک پايگاه داده (Database) از تصاوير واقعي بدن انسان کرد. براي اين کار ، جسد يک زن و مرد (که پيش از مرگ خود براي اين کار داوطلب شده بودند) برشهايي به عرض يک ميلي متر از تمام طول بدن آنها تهيه شده و از آنها عکسبرداري شد. در نتيجه يک پايگاه کامل از تصاوير مغز انسان موجود است که با کمي اغماض ، رنگ واقعي مغز انسان را نمايش مي دهد. علت اين که رنگها کاملا مطابق با رنگ واقعي مغز نيست ، اين است که اين تصاوير از بافت مرده به دست آمده اند که رنگش کمي تيره تر از بافت زنده است ؛ ولي با استفاده از متدهاي پردازش تصوير ، اين مشکل در روش ارائه شده حل شده است.
روشهايي که تا به امروز مورد استفاده قرار مي گيرند ، از رنگهايي غيرواقعي جهت رنگ سازي استفاده مي کنند که به روشهاي psaido coloring معروفند و رنگهاي اعمالي با رنگ واقعي حاصل از پايگاه داده ذکر شده ، تطابق ندارد. اين امر موجب مي شود در مواردي نه تنها رنگي سازي موثر واقع نشود ؛ بلکه باعث اشتباه و گمراه کردن متخصص يا ناظر مربوطه شود.

روش ارائه شده از سوي شما دقيقا چيست و طي چه مراحلي به ارائه تصاوير مغز منتهي مي شود؟
در روش ارائه شده ، ابتدا از پايگاه داده تصاوير رنگي مغز انسان ، يک پالت رنگي کوچک از مغز انسان تهيه مي شود که رنگهايي را که احتمال وقوع آنها در مغز انسان ، وجود دارد ، شامل مي شود.


آينده نرم افزار تصاوير رنگي مغز

براي اين که نرم افزار طراحي شده قابل اجرا باشد ، نياز است تا روي نمونه هاي بيشتري از تصاوير MRI مغز انسان که شامل بيماري هاي مختلفي هستند ، امتحان شود. همچنين بررسي تغيير پارامترهايي نظير غيرهمگني روشنايي ، ميدان غيريکنواخت که از جمله پارامترهاي سيستم هاي MRI هستند و روي نتيجه به دست آمده ، در امر عملي کردن اين روش مي تواند راهگشا باشد. با توجه به اين که به دست آورن به صورت همزمان (real-time) از جمله موارد مورد نياز در سيستم هاي MRIاست ، کاهش زمان پردازش و رنگي سازي از ديگر مواردي است که بايد در امر اجرايي شدن اين روش مدنظر قرار گيرد.

 

بيشترين مشکل عملي کردن اين طرح دسترسي نداشتن به فناوري توليد MRI در داخل کشور و در نتيجه دسترسي نداشتن به شرکتهاي توليدکننده اين سيستم است ؛ چراکه روش مذکور در قالب يک نرم افزار مي گنجد که بايد به نرم افزار اصلي دستگاه هاي MRI ملحق (Link) شده تا نتيجه مطلوب حاصل شود. مسلما با ايجاد همکاري هاي لازم براي برقراري ارتباط با شرکتهاي سازنده اين تکنولوژي عظيم ، اضافه کردن اين توانايي به سيستم هاي MRI عملي در جهت پيشبرد اهداف درماني و خدمات رساني انسان ها برداشته خواهد شد


به اين ترتيب يک فضاي رنگ کوانيتزه شده 10 رنگي تهيه شده است که به جاي طيف وسيع رنگها که تنها کار پردازش را طولاني و مشکل مي سازند، قابل استفاده است.
اين پالت تنها شامل رنگهايي است که مي توانند در بافتهاي مغز انسان وجود داشته باشند. براي اين که اطلاعات بيشتري از مغز انسان در تصاوير MRI به دست آيد ، از 3 مداليته T1، T2 و PD که از مداليته هاي رايج تصاوير MRI هستند ، به جاي تنها يک تصوير استفاده شده است ؛ چراکه T1 ، T2 عموما قابليت اندازه گيري هاي مشخصاتي چون چربي و مواد آهکي در مغز دارند ، در حالي که PD حاوي اطلاعات ريز و جزييات بافت مغز است که در نتيجه مجموع اين 3 تصوير اطلاعات کامل تري در اختيار ما قرار مي دهند.
از اين 3 تصوير موجود پس از ادغام پيش پردازش هاي بازم جهت حذف نويز و مستقل سازي تصاوير از يکديگر که از سوي روشهاي پردازش تصاوير انجام مي شود ، جهت به دست آوردن 3 کلاس اصلي در مغز مه معروف به بافت اصلي جسم خاکستري (Gray matter) ، جسم سفيد(White matter) و مايع مغزي -نخاعي (CSF) هستند ، استفاده مي شود. به اين معني که با استفاده از روشهاي بخش بندي (segmentation)
، 3 کلاس اصلي با توجه به ماهيت بافتهاي موجود در مغز به دست مي آيد.
در مرحله بعد با توجه به 3 کلاس حاصل ، پالت 10 رنگي به دست آمده از تصاوير مغزي انسان به 3 کلاس تقسيم مي شوند که در واقع رنگهايي که احتمال وقوع در هر يک از 3 کلاس اصلي را دارند ، از سوي متخصص مغز و اعصاب از هم جدا مي شوند.
نهايتا با استفاده از روش کلاس بندي (classification) رنگهاي موجود در هر کلاس به پيکسل هاي موجود در کلاسهاي اصلي تصاوير MRI منتقل مي شود. به دست آوردن پالت جامع رنگهاي موجود در مغز و انتقال رنگها به پيکسل هايي که از پيش نوع بافت آنها مشخص شده است ، علاوه بر سريع کردن الگوريتم ، باعث افزايش دقت و جلوگيري از خطاهاي احتمالي ناشي از نويز سيستم مي شود.

اين روش چه مزيتهايي را نسبت به شيوه هاي پيشين پردازش مغز داراست؟
مهمترين مزيت اين روش به روشهاي قبلي ، ارائه تصاويري با رنگ واقعي مطابق با مغز انسان است که بزرگترين انگيزه از طراحي روش ارائه شده بوده است. در نتيجه ، علاوه بر اين که مطالعات آناتوميکي و فيزيولوژيکي مغز مناسب تر انجام مي شود ، تشخيص عوارضي نظير وجود تومور ، ورم و آماس هاي مغزي نيز با دقت بيشتري انجام مي گيرد و تشخيص از سوي متخصص راحت تر مي شود.

اصولا کسب اطلاعات از رنگ بافت مغزي با چه حساسيت ها و مشکلاتي روبه رو است؟ در روش شما اين مشکلات چگونه مرتفع شده است؟
يکي از بزرگترين مشکلات در پردازش تصاوير پزشکي ، وجود نويزهاي احتمالي است که تاثير مخربي بر نتايج خواهند داشت.
اين مشکل بويژه در روش قبلي که مبتني بر شدت روشنايي (Intensity) پيکسل ها بوده اند ، نمايان مي شود ، به طوري که کوچکترين تغيير در شدت روشنايي پيکسل ها بر اثر نويز باعث مي شود رنگ به اشتباه به پيکسل ها تعلق گيرد. از آنجايي که روش ارائه شده مبتني بر اطلاعات بافت (taxtare) تصوير و مغز است ، در نتيجه اثر نويز تا حد قابل قبولي کم شده است.
بررسي هاي انجام شده روي تصاوير MRI حاصل از افراد سالم و بيمار نشان داد که در اين روش در مواردي که مغز حاوي جراحات ، تومور و ورم هستند ، بخوبي عمل کرده و با ايجاد رنگي متمايز ، تشخيص آن را در تصوير ساده تر مي کند.

نظر خود را بنویسید
(ضروری)
(ضروری)
CAPTCHA Imagereload
0.61613s, 19q