یک روش جدید برای تخمین مشخصات پوست با استفده از فراصوت: استفاده از روش های شناسایی سیستم

در تصویربرداری از پوست با امواج فراصوت بسیاری از ضایعات پوستی قابل تشخیص نیستند. برای حل این مشکل از تخمین مشخصات پوست استفاده می شود که در آن پارامترهای پوست مستقیما از سیگنال پراکنش بازگشتی از پوست، استخراج می شوند. اغلب روش های تخمین مشخصات پوست که تاکنون استفاده شده اند مبتنی بر تغییر اندازه سیگنال فراصوت به هنگام پراکنش از پوست بوده اند. در این مقاله روشی جدید برای تخمین مشخصات پوست با استفاده از امواج فراصوت ارایه می شود که علاوه بر تغییر اندازه، اطلاعات مربوط به تغییر شکل موج فراصوت بازگشتی را نیز در تخمین مشخصات پوست مورد استفاده قرار می دهد.
در روش پیشنهادی این مقاله رفتار هر لایه از پوست در برابر امواج فراصوت به صورت یک فیلتر مدل شده و تابع تبدیل آن، با ابزارهای شناسایی سیستم نظیر وینر، تخمین کمینه واریانس و آمارگان مرتبه بالا تخمین زده می شود. این روش هم روی دادگان حاصل از شبیه سازی و هم روی دادگان حاصل از ساخت یک مجموعه آزمایشگاهی، آزمایش شده است. اعمال این روش روی دادگان حاصل از شبیه سازی به منظور بررسی توانایی آن ها در تفکیک لایه های پوست در شرایط مختلف انجام گردیده است. در ادامه تحقیق، فانتوم هایی که با توجه به هندسه و خواص آکوستیک پوست طراحی و ضایعات مشخص در آن ها ایجاد شده اند، با استفاده از یک سیستم فراصوت آزمایش شده اند. برای هر یک از ضایعات دوفانتوم و برای هر فانتوم تعداد 60 موقعیت در سه عمق مختلف (برای حصول عدم وابستگی روش به عمق) آزمایش شده اند.
آزمایش های انجام شده، نشان می دهند که ضایعات همنوع در فانتوم های مختلف، توابع تبدیلی با شکل های مشابه نتیجه می دهند. با استفاده از طبقه بندی برای تفکیک ضایعات و با استخراج ویژگی های شکلی، ضایعات مورد نظر در فانتوم های این تحقیق با خطای 5 درصد برای هر ضایعه از یکدیگر تفکیک گردیده اند.
نتایج حاصل، حاکی از آن هستند که شناسایی سیستم و روش های مورد استفاده در این تحقیق، قابلیت شناسایی و تفکیک ضایعات در اعماق مختلف از فانتوم های پوست را دارا هستند. بدین ترتیب روش پیشنهادی امکان تشخیص برخی از ضایعات پوستی که در حال حاضر توسط روش های موجود قابل تشخیص نیستند را بدون نیاز به بالا بردن فرکانس موج فراصوت (که منجر به کاهش عمق تصویربرداری می شود) فراهم می آورد.