MIPS

نرم افزار ارائه شده با عنوان Medical Image Processing Software) MIPS) نرم افزاری ویژه برای پردازش تصاویر پزشکی است. این تصاویر توسط دستگاه های تصویربرداری نظیر CT , PET , MRI , X-Ray تهیه می شوند.

گــاهــی ایــن تـصــاویــر دسـتـخــوش تـغـییـرات نـامـطـلـوب مـی شـونـد که سبب کاهش کیفیت تـصـویـر و در نـتـیجه کاهش دقت در تشخیص تـوسط پزشکان می شود. لذا نیاز به استفاده از نـرم‌افـزارهـایـی جـهـت بـهـبـود کـیفیت و تسهیل تشخیص و افزایش دقت احساس می شود.
نرم افزارهای موجود که به این منظور استفاده می شوند، عمدتاً بسیار ساده بوده و قابلیت های زیـادی بـرای پـردازش تصاویر پزشکی ندارند. MIPS بـــه گـــونـــه ای طـــراحـــی شـــده کــه دارای قـابـلـیت‌هایی متفاوت از نرم افزارهای معمول نظیر Paint Picture Manager، Photoshop و … اســـت کـــه آن را بــرای کــاربــردهــای پــزشـکــی اخـتـصــاصــی تـر  و اسـتـفـاده را بـرای پـزشـکـان راحت تر و مناسب تر کرده است.
صفحـه اصلـی ایـن نـرم افـزار دارای ظـاهری ساده و در عین حال گویا است و کاربر می تواند بر حسب نیاز ، از منوهای در نظر گرفته شده در منوبار به راحتی استفاده کند.

File
مورد اول در منوبار File است که با کلیک بر روی آن ، زیرمنویی باز می شود که در داخل آن عنـاویـن Import data , Dicom read , Exit وجـود دارد.
در داخــــــل Import data ، Load first image و Load second image قرار دارند که با کلیک بر هر کدام کادری باز می شود که می توان مسیر تصویر مورد نظر را در آن انتخاب کرد. در برخی موارد نیاز به دو تصویر است تا بر روی آن ها عملیاتی از قبیل جمع و تفریق و …. انجام شود. در این گونه موارد  علاوه بر تصویر اول ، تصویر دوم نیز باید  Load شود.
مورد بعدی DICOM read است که برای Load کردن تصاویری با فرمت dcm به کار می‌رود.

Edit
منوی بعد Edit است که با کلیک بر آن زیر منویی با عناوین Change format , Color bar , Fill image وجود دارد.
با کلیک روی Color bar نوار رنگی مربوط به تصویر در کنار آن دیده می شود. برخی از دستـورات MATLAB بر روی فرمت های خاصی انجام می شوند که برای اعمال این دستورات باید فرمت تصاویر را تغییر داد. در زیر منوی Change format می توان با انتخاب یکی از موارد Gray to indexed RGB to gray , To binary ، فرمت تصاویر را تغییر داد.
در زیر منوی Fill image با انتخاب Grayscale image ، تصاویر Grayscale و با انتخاب Binary image تصاویر Binary به طور از قبل تعریف شده پر می شوند.
با انتخاب Fill in specified polygon می توان با استفاده از ماوس قسمت هایی از تصویر را تعیین کرد که پر شوند.

Plot
در این منو تصاویر Load شده به دو صورت دو بعدی و سه بعدی نمایش داده می شوند که این کار با انتخاب D plot2 و D plot3 امکان پذیر است.

Tools
با کلیک روی این منو ، زیر منویی باز می شود که اکثر دستورات کاربردی که ممکن است در طول پردازش یک تصویر مورد نیاز باشد ، در آن قرار دارد.
مورد اول در این زیر منو Arithmetic operations است که خود دارای چند بخش است که عملیات جبری جمع و تفریق و ضرب را بر روی تصاویر انجام می دهد.
می توان با انتخاب مثلا Add constant تصویر را با یک عدد ثابت جمع کرد. همچنین با انتخاب Add two images دو تصویر را با هم جمع کرد و حاصل جمع دو تصویر را تحت عنوان added image مشاهده کرد.
مورد بعدی Crop است که با انتخاب آن می توان با استفاده ماوس قسمتی از تصویر را چید و به صورت بزرگ‌تر مشاهده کرد.
عنوان بعدی Adjust intensity است که با انتخاب یکی از موارد Default یا Manual می‌توان هم به صورت از قبل تعریف شده و هم به صورت دستی شدت نور یک تصویر را بهبود داد.
مـورد بعدی که در این زیر منو قرار دارد Display histogram است که هیستوگرام مربوط به تصویر را نمایش می دهد.
یکی دیگر از ابزارهایی که ممکن است کاربرد داشته باشد Negative image است که عکس ورودی را گرفته و به صورت منفی شده نمایش می دهد. این ابزار در تصاویری نظیر ماموگرافی کاربرد زیادی دارد.
عنوان بعدی Rotate است که با کلیک روی آن کادری باز می شود که از کاربر زاویه چرخش را می خواهد. با وارد کردن این عدد، تصویر چرخش یافته تحت عنوان rotated image نمایش داده می شود.
لبه یابی از مواردی است که در پردازش تصویر کاربرد زیادی دارد این امر در مورد تصاویر پزشکی نیز مورد نیاز است. ابزاری با عنوان Edge در نظر گرفته شده که لبه یابی را با روش های مختلف بر روی تصویر اعمال می کند.
Zerocross , Canny, Prewitt , Roberts , Laplacian of Gaussian ازجمله این روش ها است که با انتخاب هر یک از موارد هم می توان به طور دستی و هم از قبل تعریف شده ، لبه های تصویر را مشاهده کرد.
در طول تصویربرداری و بعد از آن ممکن است تصویر در معرض انواع نویز قرار گرفته باشد. برای رفع این مشکل لازم است که از فیلترهایی مختص هر نویز استفاده کرد. MIPS این امکان را فراهم کرده که با انتخاب Filters از منوی Tools و سپس با انتخاب نوع فیلتر تصویر را بازسازی کرد. فیلترهایی که مد نظر قرار گرفته شده به قرار زیر است:
Averaging , Median , Sobel , Laplacian of Gaussian
آخرین ابزار در نظر گرفته شده Extraction است که شامل دو بخش Brain extraction و Skull extraction است که با انتخاب هر مورد ، می توان جمجمه یا مغز را از تصاویر مربوط به سر حذف کرد.

Help
آخرین منو Help است که در آن توضیحاتی در مورد نحوه استفاده از نرم افزار بیان شده است و نیز با کلیک روی About MIPS اطلاعاتی در مورد نرم افزارمشاهده می شود.

انطباق تصاویر پزشکی
با استفاده از طراحی نرم افزاری انطباق تصاویر پزشکی با نام اختصاری BrainAfics ، تصاویر سیستم های PET-CT و PET-MRI و SPECT-CT و  SPECT-MRI قابل بازسازی است که در این روش هر یک از انواع تصویربرداری به صورت مستقل انجام شده و در نهایت خروجی آن ها به صورت ورودی به نرم افزار Brain Afics اعمال می شود و فایل منطبق شده دو بعدی حاصل می شود.
خروجی این فایل دو بعدی و قابل چاپ بر روی فیلم رادیولوژی است. فایل سه بعدی آن نیز می تواند به صورت فیلم یا تصاویر دیجیتالی در اختیار پزشک معالج قرار گیرد.
دستگـاه هـای PET-CT و PET-MRI و SPECT-CT، SPECT-MRI از پیشـرفتـه ترین تجهیزات تشخیصی پزشکی هسته ای هستند که بـرای تشخیص عملکرد سیستم عصبی به کار برده می شوند. از آنجایی که این سیستم ها علاوه بـر کـاربـردهـای پـزشکی کاربردهای نظامی نیز دارند تولید آن در کشور ضروری است.
در فـاز اول ، ایـن سیستـم بـرای بیماری های گــوش و حـلـق و بینـی تسـت شـد و همچنیـن اجرای آزمون های اولیه بر روی ۷۰ بیمار مبتلا به وزوز گـــوش و تــعــیــیـــن مــیــزان تــأثـیــر پــذیــری درمـان‌هـای مـخـتـلـف بر بهبود وزوز گوش در مرکز تحقیقات گوش گلو بینی و جراحی سر و گردن دانشگاه علوم پزشکی ایران مورد ارزیابی قرار گرفت.
فاز بعدی این سیستم برای انواع بیماری های سرطانی مورد استفاده قرار می گیرد. نرم افزار کـنـونـی قـابـلـیـت انـطـبـاق تـصـاویـر نـاحـیـه سر و جـمـجـمـه را دارا اسـت. ایـن نـرم افـزار بـا ایجاد تـصـاویـری بـا دقـت بـالای ۹۴ درصـد می تواند جراحان را در اتاق عمل در راستای انتخاب و استفاده از متدهای جراحی یاری رساند. 

نرم افزارهای جدید برای دپارتمان های پزشکی هسته ای
یـک وسـیـله جدید در پزشکی هسته ای کل جریان کاری بیمار را از قدیم تا آخرین نتایج به دسـت آمـده از پـزشکی هسته ای آن ، پشتیبانی می‌کند. این وسیله شامل عملکردهایی خاص به مــنــظـــور تــهــیـــه ، خـــوانـــدن و گـــزارش تـمــامــی روش‌هـای پزشکی هسته ای ، SPECT، PET و تصاویری از چندین مدالیتی است که تنها با یک کــلــیـــک دکـمــه از طــریــق یــک Workstation در دسترس خواهد بود. تصاویر و تشخیص ها در داخل بیمارستان یا خارج آن در اختیار پزشک مورد نظر قرار می گیرد.
Impax در پــــزشــکـــی هــســتـــه ای کـــه نـــوع پیشـرفتـه‌ای از سیستـم PACS اسـت ، داده هـا و تصاویر را از میان محدوده عظیمی از مدالیته ها و دپارتمان ها با هم یکی کرده و آن ها را به داخل یک سکویی از فناوری اطلاعات ، تک ترکیب مـی کـنـد. ایـن سـیـسـتـم تـأثـیـر زیادی را بر روی دپـارتـمـان پـزشکی هسته ای ، اداره برنامه های پیچیده مورد نیاز داشته است از جمله یک منبع جـامـع بـرای planning و بـرنـامـه ریـزی در مـیان چندین دپارتمان. این وسیله می تواند با راه کار مدیریت دپارتمان های hot lab برای خودکار و دیجیتالی کردن آماده کردن ، رادیو داروها و ثبت میزان دز تشعشعی نیز ترکیب شود.
Impax در زمینه پزشکی هسته ای شامل یک Oasis برای Impax است که یک بسته ی ترکیبی با ویژگی های کامل از تصاویر پزشکی هسته ای برای پردازش و نمایش تصاویر در Impax workstation اســت. پــزشـکـان دیگـر مجبـور بـه تغییـر workstation یـا هـمـاهـنـگی لیست گزارش های بیماران به صورت دستی نیستند.

سیستم هوشمند بازیابی و دسته بندی تصاویر پزشکی بر اساس محتوا
امروزه بخش عظیمی از تصاویر پزشکی به فرم دیجیتال تولید و ذخیره می شوند. این امر سـبــب شــده اســت مــدیـریـت پـایـگـاه هـای داده پزشکی بزرگ ، به صورت یک چالش در علم پزشکی نمود پیدا کند. بازیابی تصاویر پزشکی یـک ابـزار ضـروری بـرای مـدیـریـت پـایگاه داده تصاویر پزشکی است. یکی از مهمترین مراحل در بازیابی تصاویر ، دسته بندی تصاویر است که سبب کاهش زمان بازیابی تصویر می شود.
‌در پیاده سازی این سیستم ، ویژگی هایی از تصاویر استخراج می شوند که به بهترین وجه ، متمـایـز کننـده تصـاویـر از هـم بـاشنـد. به منظور دستـه‌بنـدی بهینـه تصـاویـر ، از یـک طبقـه بنـدی کننده استفاده می شود.
بـازیـابی تصاویر بر اساس محتوا ، سال های زیـــادی اســـت کـــه بــه مـنـظــور مــدیــریــت رشــد روز‌افزون داده های دیجیتال مورد استفاده قرار گرفته است. تصاویر پزشکی بخش بسیار مهمی از فـرایـنـد تـشـخیص بیماری در مراکز پزشکی هستند. در حال حاضر بسیاری از بیمارستان ها ، سـوابـق بیماران و همچنین تصاویر آن ها را به صـورت کـامـلا دیـجیتالی نگهداری و استفاده می‌کنند. رشد روز افزون این داده های رقمی ذخیره شده ، نیاز به مدیریت این داده ها و بازیابی اطلاعات از آن ها را به طور هرچه بیشتر قابل لمس می سازد. امروزه مراکز رادیولوژی بزرگ ، سـالانـه در حـدود ده هـا تـرابـایت تصویر تولید مـی‌کـنـنـد. بـه عـنـوان مـثـال ، بـخـش رادیـولوژی بیمارستان دانشگاه ژنو ، در سال ۲۰۰۷ به تنهایی بیش از ۷۰۰۰۰ تصویر در روز تولید کرده است و این تعداد به طور پیوسته در حال افزایش است. پایگاه های داده تصاویر پزشکی فعلی موجود در مراکز پزشکی توسط افراد متخصص با کلمات کلیدی شاخص گذاری ، دسته بندی و بازیابی می شوند. با توجه به این نکته که روش های بازیابی بر اساس متن ، از توصیف کامل اطلاعات بصری غنی مربوط به محتوای تصاویر پزشکی ناتوان هستند ، بنابراین اهمیت بازیابی تصاویر پزشکی بر اساس محتوا بیش از پیش احساس می شود.
بازیابی تصاویر پزشکی بر اساس محتوا با مقایسه تصاویر بیماران متعدد و بازیابی حالت های مشابه از میان آن ها ، می تواند کمک شایان توجهی به متخصصان پزشکی در تشخیص نوع بیماری بیماران کند.

منبع: ماهنامه مهندسی پزشکی