روشی جدید مبتنی بر بهینه سازی برای تخمین و تعیین موقعیت فضایی حجم هوای درون ریه از تصاویر CT سه بعدی ریه

یکی از مهم ترین آزمون های تشخیص بیماری های ریوی، اندازه گیری حجم هوای ریه است. در این مقاله یک الگوریتم تمام خودکار که پیش تر توسط نویسندگان مقاله برای تخمین حجم هوای درون ریه با استفاده از تصاویر CT ارائه شده بود، توسعه داده شده است. در این الگوریتم، به منظور بخش بندی نواحی حاوی هوا در ریه ابتدا با بهینه سازی یک تابع هزینه مبتنی بر مباحث بیوفیزیک بافت ریه، محدوده وکسل های هوای درون ریه تعیین می شود. در این مقاله به منظور حل مسئله بهینه سازی روشی ساختاریافته و خودکار برای محاسبه حدس اولیه محدوده پاسخ پیشنهاد شده است. برای تعیین موقعیت فضایی نواحی حاوی هوا نیز از یک روش بازسازی مدل سه بعدی استفاده شده است. علاوه بر آن، کارایی الگوریتم پیشنهادی با استفاده از تصاویر یک ریه با حجم هوای کنترل شده در شرایط آزمایشگاهی و همچنین تصاویر کلینیکی پایگاه های داده معتبر بررسی شده است. همچنین عملکرد روش های مبتنی بر اندازه گیری حجم ریه و روش های مبتنی بر اندازه گیری مستقیم حجم هوای ریه مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان دهنده دقت بالای الگوریتم پیشنهادی در تخمین حجم هوای ریه و مقاوم بودن نسبت به کاهش رزولوشن است.