• شماره ركورد
    24440
  • شماره راهنما
    BIOMED2 233
  • عنوان

    تشخيص خودكار آمبولي ريوي در تصاوير سي‌تي آنژيوگرافي ريوي

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي پزشكي- بيوالكتريك
  • دانشكده
    فني و مهندسي
  • تاريخ دفاع
    1403/11/03
  • صفحه شمار
    62 ص.
  • استاد راهنما
    عليرضا كريميان
  • كليدواژه فارسي
    يادگيري عميق , آمبولي ريوي , سي‌تي آنژيوگرفي ريوي , تشخيص خودكار , تشخيص به كمك كامپيوتر , بخش‌بندي تصاوير , U-net
  • چكيده فارسي
    آمبولي ريوي يك وضعيت اورژانسي است كه با ميزان بالاي مرگ و مير و بيماري همراه است. سي تي آنژيوگرافي ريوي استاندارد تشخيصي براي تاييد آمبولي ريوي است. از آنجا كه PTE يك وضعيت تهديدكننده زندگي است، تشخيص و درمان زودهنگام براي جلوگيري از بيماري و مرگ و مير مرتبط با آمبولي ريوي حياتي است. در اين تحقيق، يك الگوريتم جديد شامل شبكه عصبي كانولوشني 57 لايه مبتني بر U-net، در تركيب با LSTM و SA براي بهره‌ برداري از ارتباطات طولاني ‌مدت در داده‌ هاي سريالي، تمركز مدل روي اطلاعات حياتي در داده‌ها و كاهش نويزهاي غيرضروري استفاده‌شد. داده ها از دو بيمارستان شهيد فقيهي و نمازي شيراز كه با دو دستگاه متفاوت جمع آوري شده‌اند و شامل تصاويري از 121 بيمار (64 خانم و 57 آقا) است. داده‌هاي با رزولوشن كم براي تعميم پذيري بهتر از مطالعه حذف نشدند و انتخاب تصاوير به صورت كاملا تصادفي انجام شد. سپس مراحل آماده سازي تصاوير از جمله حذف آرتيفكت‌هاي فلزي و كاهش اهميت قسمت‌هايي كه حاوي اطلاعات مهمي نبودند (مانند استخوان ها) انجام شد تا الگوريتم، تمركز بهتري روي آمبولي داشته باشد. سپس تصاوير برش يافت تا فقط بافت ريه استخراج شود و تصاوير به ابعاد 256*256 تبديل شد تا براي ورود به شبكه آماده باشند. ارتباط معيارهاي ارزيابي محاسبه شده براي هر روش به صورت جداگانه با آزمون‌هاي آماري در نرم‌افزار SPSS با سطح معناداري 05/0 = P-Value مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان مي‌دهند كه اين روش در تشخيص موارد مثبت (حساسيت بالا) عملكرد مناسبي دارد و در برخي شاخص‌ها مانند دقت و مساحت زير منحني ( AUC) با مطالعات مشابه قابل رقابت است. مدل در مقياس مبتني بر اسلايس بهترين حساسيت را با مقدار 97.32[CI95% 96.34-98.30] و ويژگي68.35[CI95% 64.17-72.54] داشت، و در مقياس مبتني بر بيمار ميانگين بالاترين حساسيت 18/99%و ويژگي در 4/62% را نشان مي‌دهد. معماري U-Net به دليل ساختار متقارن و ساده خود، اجراي مدل را سريع‌تر و آسان‌تر كرده است، كه از لحاظ كاربردي يك مزيت بزرگ محسوب مي‌شود.
  • كليدواژه لاتين
    Pulmonary Thromboembolism (PTE) , Computed Tomographic Pulmonary Angiography (CTPA) , Image Processing , Deep Learning , U-net , Convolutional Neural Networks (CNN) , Computer Aided Diagnosis
  • عنوان لاتين
    Automated Pulmonary Thromboembolism detection in CT Pulmonary Angiography images
  • گروه آموزشي
    مهندسي پزشكي
  • چكيده لاتين
    Pulmonary Embolism (PE) is a life-threatening emergency associated with high mortality and morbidity rates. CT Pulmonary Angiography (CTPA) is the diagnostic standard for confirming PE. Early diagnosis and treatment of PE are crucial to preventing complications and reducing mortality. In this study, a novel algorithm comprising a 57-layer convolutional neural network (CNN) based on U-Net, combined with Long Short-Term Memory (LSTM) and Self-Attention (SA), was developed to leverage long-term dependencies in serial data, focus the model on critical information, and reduce unnecessary noise. The dataset was collected from two hospitals in Shiraz (Namazi and Shahid Faghihi) using two different CT scanners, including images from 121 patients (64 females and 57 males). Low-resolution images were retained to enhance generalizability, and data collection was performed randomly. Image preprocessing steps included removing metal artifacts and down-weighting irrelevant areas (e.g., bones) to enhance the model’s focus on emboli. The images were then cropped to extract lung tissue and resized to 256x256 pixels for input into the network. The performance of different eva‎luation metrics was statistically analyzed using SPSS software, with a significance level of P-Value = 0.05. The results demonstrate that the proposed method shows high sensitivity in detecting positive cases and is competitive with similar studies in terms of accuracy and Area Under the Curve (AUC). The slice-based eva‎luation achieved the highest sensitivity of 97.32% [95% CI: 96.34-98.30] and a specificity of 68.35% [95% CI: 64.17-72.54]. On a patient-based scale, the model achieved an average sensitivity of 99.18% and a specificity of 62.4%. The U-Net architecture, due to its symmetric and straightforward structure, has made the model faster and easier to implement, which is a significant practical advantage.
  • تعداد فصل ها
    5
  • استاد مشاور خارج از دانشگاه
    حسين عربي
  • فهرست مطالب pdf
    120998
  • نويسنده

    محمدصالحي، مرضيه