ي ب ي ب احي ت دی تصا یس MR هغص تکوک هتا ي زیستيک ACO فجبس ثی يبس س زا احوسي فغبال فجبسی 2 1 زا طد ي كبرض بسی ارضس ه سسی پشضکی گزايص ثي الکتزيک ز

النسخ

1 احي ت دی تصایس هغص تکوک هتا ي زیستيک فجبس ثی يبس س زا احوسي فغبال فجبسی 2 1 زا طد ي كبرض بسی ارضس ه سسی پشضکی گزايص ثي الکتزيک زا طگب غ قتی س س تجزيش a_biniaz@sut.a.i 2 زا طد ي كبرض بسی ارضس ه سسی پشضکی گزايص ثي الکتزيک زا طگب غ قتی س س تجزيش zaha_a_i@yahoo.om 3 استبزيبر ه سسی پشضکی گزايص ثي الکتزيک زا طگب غ قتی س س تجزيش CNLab@sut.a.i چکيد - احي ت دی تصایس پصضکی یکی اش هسائل چالص تسا گيص دز پسداشش تصایس ت د است. دز سال ای اخيس استفاد اش الگ زیتن ای ي زیستيک )اکتطافی تایج جالة ت ج ی زا ت وسا داضت است. کل ی ه زچ ای هص ػی )Atifiial Ant Colony یکی اش ا اع الگ زیتن ای هتا ي زیستيک است ک دز چ د سال اخيس تسای احي ت دی تصایس تطدید هغ اطيسی یا )Magneti Resonane Imaging I هغص استفاد ضد است. ه زچ ای هص ػی دز تص یس زفتاز ه زچ ای طثيؼی زا تقليد هیک د. س ه زچ هیت ا د ت ػ اى یک دف هسجغ اطالػات اکتساتی اش هحل سک ت زا دزى حافظ ی خ د ذخيس ک د س شهاى غرای جدیدی یافت ضد اطالػات خ د زا تسشزسا ی ک د. زفتاز س ه زچ هتأثس اش ه زچ ای وسای وکازی تيي سایس ه زچ ا اش طسیق هثادل اطالػات فسه ی است. ضثي ساشی ضد ی حساس ت یص يص ست. الگ زیتن تس زی تصایس اقؼی هغص آشهایص ضد تایج تجستی طاى هید د ک الگ زیتن جدید ػال تس ای ک هیت ا د جصئيات جسن زا حفظ ک د غيس كليس اص - بحي ث سي تػبيز هغش الگ ريتن ه رچگبى هػ فی) ح س بي فزه ی 1- هقده هغش ا سبى يکی اس پيچيس تزيي حسبستزيي ا سام بي ثسى است ك كبركزز توبهی ارگبى ب را ك تزل هیك س. تغييزات حبغل ضس زر هغش بضی اس ثيوبري سيستن فػجی يب فف ت هغشي ت سظ يک رش تػ يز ثززاري غيزت بخوی هب س تػ يزثززاري I قبثل تطريع است] 3-1 [. هغش ا سبى اس ثبفت بي هتفبتی تطکيل ضس است ك ث لحبػ آ بت هيکی هیت ا س ث ثرص سيز تقسين ض ز: خودو هبي هغشي- ربفی هبز ي ذبكستزي هبز ي سفيس هب يچ چزثی ه يزگ حفز ] 4, 5[. ث تزيي را ثزاي هطب س ثزرسی ثبفت بي هذك ر ايي است ك ثب يک رش غيز ت بخوی اس زرى آى ثبفت ب تػ يزثززاري كزز] 6 [. ثب استفبز اس تػ يزثززاري تطسيس هغ بعيسی ث ف اى يک رش ثیذغز ك تبك ى يچ ه رزي اس هضزات آى ه تطز طس است هیت اى ثبفت بي هذك ر را ثب ض ح ثباليی هطب س كزز يش ثب استفبز اس فول بحي ث سي هیت اى ثرص بي هرتلف هغش ا سبى زر تػبيز را ث وبيص زرآرز] 9-7 [. بحي ث سي زستی ت سظ هترػع هستقس زقت سيبزي است ث ويي زليل اهزي زض ار ذست ك س است ]10[. رش ذ ض ث سي فبسي ثسى سزپزست -Means) Fuzzy ث ع ر گستزز اي يب FCM زر بحي ث سي تػبيز پشضکی ثکبرثزز ضس است. FCM اعالفبت هکب ی را زذيل ویك س. زر تيد حسبس ث يش آرتيفکت تػ يزثززاري است] 11 [. رش بي ضو س هب س ضجک بي فػجی ثسيبر پزكبرثزز زر بحي ث سي تػبيز پشضکی I ث ز ا س اهب ضجک بي فػجی ث سهبى سيبزي ثزاي آه سش زيسى يبس زار س] 12 [. رش بحي ث سي كب ت ر فقبل قبثليت ثباليی زر بحي ث سي تػبيز پشضکی س ثقسي زارز. اهب هحبسجبت ايي رش ك س است سهبى سيبزي را سپزي ذ ا س كزز اس عزف زيگز هسأل پبراهتز بي آسازي زارز ك ت ؾين ايي پبراهتز ب كبر زض اري است] 13 [. زر ايي هقبل يک گزش خسيس ثزاي بحي - ث سي تػبيز هػ فی كبش خوقی ثکوک هغش الگ ريتن ه رچ ه رز استفبز قزار هیگيزز. ايي رش اس رفتبر ثزاي غذايبثی )foaging حزكت تکتک افضبي ال بم گزفت است )ضکل- 1. هطب س ي ه رچ هػ فی زر پززاسش تػ يز گبضتی اس هحل سک ت عجيقی ه رچ ث فضبي زيديتبل است. ثزاي رسيسى ث پبسد هسأل اس يک فزآي س تػبزفی تکزار ض س پيزي هیك س. 125

2 حزكت ه رچ ب زر فضبي تػ يز فزاي س بي سبز اتفبقی ست ك ه دز ث پيسايص را حل ثزاي هسبل است. زر اق ز ه رچ ث ت بيی ثرطی اس را حل است ك ثب استفبز اس فزه ى- ة بي هػ فی تدزث كست هیك س ثب ت خ ث هسأل ي تقزيف ضس اعالفبت اكتطبفی را فزا ن هیك س] 14, 15[. الف Nest ال ه ج غذا Food soue ال ه ج غذا ضکل 1: هکب يشم غذايبثی ه رچ ب الف-خستد زر هسيز بي هرتلف)ضزؿ فزآي س غذايبثی ة-پيسا كززى هسيز ث ي )پبيبى فزآي س غذايبثی ه رچ ب ت ا بيی فزار اس هي يون بي هحلی را زارز ايي قبثليت ثسليل هقبم ث زى استفبز اس فيسثک هثجت ا دبم هحبسجبت ه اسي ت سي ضس زر كيفيت خشئيبت تػ يز سف ثکوک.]17,16 است زر فيي حبل حفؼ هیض ز] 10, رش كبر اراي ضس زر هقبل ي حبضز ث ايني غن رت اسنت: ثرنص 1-2 گنب ی گنذرا ثن الگن ريتن زارز. ثرنص 2-2 الگ ريتن ث ي ضس ي را ارائ هیز س زر ثرص 3 تنبيح ضجي سبسي ه رز ثحث ثزرسی قزار ذ ا س گزفنت زر ثرنص 4 تيد گيزي هقبل ارائ هیض ز کل ی ه زچ ای هص ػی دز ت م دیجيتال تاتغ ش ی فسه ى فولکزز ه رچ زر يک ضجک ي هزثقی هحسز غ رت ه ققيت هکب ی ز ه رچ ثب ضقبؿ است. اس آ دب ك پبسد زر ز خ ت θ هیپذيزز طبى زاز ضس لحؾ اس سهبى هستقل اس هکبى قجلی ز ه رچ است احتوبل ا تقبل اس يک هکبى ثب هرتػبت ),θ ث هکبى زيگز زر يک لحؾ ثقستز ثب هرتػبت ) هطرع هیض ز. تبث س ی فزه ى زر ز قغ ثکوک راثغ ي سيز تقزيف هیض ز] 14 [: ) ) ) 1 σ) چگبلی فزه ى زر پيکسل ث زى حزكت ه رچ را ك تزل هیك س زر فزه ى است. ام است. β زرخ ي تػبزفی ارتجبط ثب چگبلی ثزاي هقبزيز ك چک β هيشاى غلؾت فزه ى كن است اهب ثزاي هقبزيز سيبز β غ ؾل ت فزه ى سيبز هیض ز ايي اعوي بى را هیز س ك ثب احتوبل ثيطتزي ه رچ اس ضيت فزه ى پيزي ك س δ k ؽزفيت حسی )ت ا بيی حس كب ص فزه ى ت سظ ز ه رچ زر خبيی ثبغلؾت ثبالي فزه ى است تاتغ ه قؼيت یاب ه زچ تبث احتوبل ا تقبل زهبليش ضس زر ضجک ثزاي رفتي اس پيکسل t زر سهبى i ث پيکسل ) 2 ك وبز زارز. است. ثب هقبزل ي سيز هطرع هیض ز] 14 [: ) ) ) ) j/k ثز هدو ؿ توبم پيکسل تغييز زر خ ت j حزكت ه رچ زر وسبيگی k ) زاللت زر ز لحؾ اس سهبى زاللت ثز ايي زارز ك ز ه رچ ثب احتوبل ثيطتزي زر هسيز قجلی ذ ز فج ر هیك س ايي احتوبل ك ا ساس - ي حزكت ه رچ تب چ حس ث هسيز قجلی اثست است ث غ رت ثززار سيز ثزاي يک وسبيگی طت تبيی تقزيف هیض ز] 16, 18[: اس پيکسل ب i,,,,1,,, زر ز گبم سهب ی t ز فض هقسار هطرع ثبثت فزه ى η را طت هیز س. قسين ذ ز را ثب زخ ايي فزه ى زر ز تکزار ثب زخ ثبثت هتالضی هیض ز يق ی ح س بي فزه ی اعالفبت فزاه ش هیك س] 14 [. طت فزه ى ت سظ ه رچ بي هػ فی ا دبم ذ ا س گزفت ث غ رت راثغ ي T=η + pδh است ك هقسار فزه ى رس ة ضس است. p ضزيت س ی ثبثت ثيي ز پ دز ي η Δh حدن ثبثت زرخ تطبث هطجک است ك اس رش بي آهبري قبثل هحبسج است ذ ز ضبهل س تزم است: 126

3 min mo, m) o, ) max m, m ) o )4 { ) ) } ) 3 تزم ال ث پيسا كززى هقبزيز اذتالف ثيي سغح رض بيی توبم ثرص يک پ دز تػ يز اضبر زارز است. زر تػ يز است. تزم س م m 1 σ 1 تزم زم S سغح ذبكستزي ز پ دز اضبر زارز هت سظ سغح ذبكستزي زر اريب س ضجک هزثقی زر ث تفبت رض بيی ثيي يست گزام بي.]10[ -2-2 احي ت دی تصایس هغص تؼسیف غرا تسای ه زچ غذا ثق اى هزخقی ت غيف هیض ز ك زر حبفؾ ي ه رچ ب خ ز زارز ثزاي بحي ث سي استفبز هی ض ز. ثزاي سبزگی غذا ثػ رت يک وسبيگی ث ضقبؿ ح ل پيکسل ثب ف اى o No) ثػ رت زستی ا تربة هیض ز. ث بثزايي غذاي ه خ ز زر حبفؾ - ام زر لحؾ ي i ي ه رچ t=0 ثػ رت سيز تقزيف هیض ز: F i, t0 N o). )1 N o) { ei e o }. )2 وبز I ث پيکسل بي تػ يز اضبر زارز پيدا کسدى غرای جدید قتی غذا تطريع زاز ضس ه رچ ب ز جبل پيکسل بيی ثب ذ اظ هطبث هیگزز س ث ويي ه ؾ ر ث ه رچ ب ت ا بيی هقبيس ي پيکسل ب ثب يک هزخ غذايی ذبظ زاز هیض ز. هقبيس ثب فزه ل سيز ك تزل هی ض ز: o, k ) o, ). o, ) )3 ك پيکسل سف ثزاي ه رچ است m o ك است. هقسار هت سظ رض بيی N o) زر وسبيگی پيکسل هزكشي اس فزه ل سيز هحبسج هیض ز: o, ) o, ) k p k p )5 ك 1 1 p. 1 f ) f o) 2 1 p. 1 d D ), D o)) :.k 1 +k 2 =1 )6 )7 f) f o) سغح ذبكستزي پيکسل سف ثزاي ه رچ است رض بيی پيکسل هزكشي است. ) Do اريب س پ دز k اگز اس حس آستب ثيطتز ض ز پيکسل هزكشي است. ), o ثق اى ه ج غذا ه رز ت خ ه رچ قزار هیگيزز. اگز ه رچ ي پيکسل i حبفؾ ه رچ زر سهبى را ثق اى ه ج غذا ا تربة ك س غذاي ه خ ز زر t=τ )8 ثػ رت سيز تدسيس هیض ز. F i,t=τ =an ) + bf i,t=τ-1, b a ثبثت بي هسئل ست س. تسشزسا ی کسدى فسه ى ز ه رچ قتی يک سف را ثق اى ه ج غذايی زر ؾز هیگيزز ك هيشاى k اس حس آستب ثيطتز ض ز. o, ) ز ث بثزايي ه رچ زر حس آستب λ را زارز. هقسار λ ثيي 0/4 تب 0/9 است. طت فزه ى زر پيکسل هی ض ز: )9 ثػ رت هقبزل ي سيز هطرع if k o, ) T ) if p k o, ) η حدن ثبثت فزه ى است p فسزي ثبثت است. فجبرتست اس: o, ) ز ضکل 2: فولکزز زر تکزار بي ثتزتيت زر ضکل بي 2 -ة 2 -ج 2 ز- 127

4 الف- ج- ضکل 3: بحي ث سي ثزرسی فولکزز زر تػبيز ضجي سبسي ضس ي هغش ا سبى. ضکل 4: بحي ث سي تػبيزاققی هغش الف-تػ يز اغلی ة-ه ققيت الي ه رچ بري تػ يز ج-تػ يز بحي ث سي ت سظ 3- تایج ضثي ساشی 20 ثزاي ثزرسی فولکزز ه رچ ب اس تػبيز هرتلفی استفبز ضس. ضکل 2 -ة تب 2 -ز ثتزتيت فولکزز ه رچ ب را زر تکزار بي 5 هقبزيز 100 طبى هیز س. ضجي سبسي ايي هقبل ث اساي p v ثسست آهس است. تقساز ه رچ بي الي ي ضکل 2 ث ا ساس ي 5 زرغس كل پيکسل ب است. ضکل 3 فولکزز ه رچ ب را ري تػبيز ضجي سبسي ضس طبى هیز س. ضکل 3 -الف تػ يز اغلی است زر ضکل 3 -ة 3 تبيح بحي ث سي زيس هیض ز. تقساز ه رچ ب زر ث م زيديتبل ث ا ساس ي 10 زرغس كل پيکسل بي تػ يز است. تبيح ضجي سبسي ثز ري تػبيز اققی است ضکل 4 هغش يش ا دبم ضس تػ يز اققی هغش زر هقغ كز بل را وبيص هیز س زر ضکل 4 -ة هکبى الي ثزاي ه رچ ب زر ث م زيديتبل تقزيف ضس است ك ث ا دبم بحي ث سي ث تز كوک هیك س زر ضکل 4 -ج تػ يز بحي ث سي ضس وبيص زاز ضس است. ح س - بي فزه ی ثقس اس 100 تکزار زر ضکل 5 قبثل هطب س است. ضکل 5: ح س بي فزه ی ثقس اس 100 ثبر تکزار ضکل تػ يز اققی فلا- 6 هغش را طبى هیز س. فولکزز زر ضکل 6 -ة ضکل 6 -ج ث تػ يز كطيس ضس است. ه رچ بي هػ فی زر ث م زيديتبل ح س بي فزه ی را تزضح هیك س ك ثز ري فولکزز ه رچ بي زيگز تبثيز گذار است زر حقيقت هي ون بي هحلی را كوز گتز هیك س ايي ح س ب زر ضکل 6 -ز ث تػ يز كطيس ضس ا س. 128

5 ز ضکل 6: الف- تػ يز اققی هغش اس هقغ كز بل. ضکل)ة )ج تبيح بحي ث سي ت سظ ز- ح س بي فزه ی ثقس اس 100 تکزار. segmentation eo," Human Bain Mapping, vol. 22, pp , [9] N. De Stefano, M. L. Batolozzi, L. Guidi, M. L. Stomillo, and A. Fedeio, "Magneti esonane spetosopy as a measue of bain damage in multiple sleosis," Jounal of the Neuologial Sienes, vol. 233, pp , [10] P. Huang, H. Cao, and S. Luo, "An atifiial ant olonies appoah to medial image segmentation," Compute Methods and Pogams in Biomediine, vol. 92, pp , [11] K. Chuang, H. Tzeng, S. Chen, J. Wu, and T. Chen, "Fuzzy -means lusteing with spatial infomation fo image segmentation," Computeized Medial Imaging and Gaphis, vol. 30, pp. 9-15, [12] A. Demihan and İ. Güle, "Combining stationay wavelet tansfom and self-oganizing maps fo bain image segmentation," Engineeing Appliations of Atifiial Intelligene, vol. 24, pp , [13] J. Hwang, Y. Han, and H. W. Pak, "Skull stipping method fo bain I using a 3D level set with a speedup opeato," Jounal of Magneti Resonane Imaging, [14] D. R. Chialvo and M. M. Millonas, "How swams build ognitive maps," NATO ASI SERIES F COMPUTER AND SYSTEMS SCIENCES, vol. 144, pp , [15] B. Chanda Mohan and R. Baskaan, "A suvey: Ant Colony Optimization based eent eseah and implementation on seveal engineeing domain," Expet Systems with Appliations, vol. 39, pp , [16] L. Ma, K. Wang, and D. Zhang, "A univesal textue segmentation and epesentation sheme based on ant olony optimization fo iis image poessing," Computes & Mathematis with Appliations, vol. 57, pp , [17] D. Lu, "Edge detetion impovement by ant olony optimization," Patten Reognition Lettes, vol. 29, pp , [18] C. Fenandes, V. Ramos, and A. C. Rosa, "Self-egulated atifiial ant olonies on digital image habitats," Axiv pepint s/ , تيج گيسی زر ايي هقبل يک ريکزز خسيس ثزاي بحي ث سي تػبيز پشضکی ثب استفبز اس الگ ريتن ريکزز ثيبى ضس اس رفتبر ه رچ بي هػ فی اراي ضس. خستد خوقی ثزاي غذا ت سظ ه رچ ب زر ث م عجيقی ال بم گزفت است يک الگ ريتن تکبهلی است ك زر ثرصث سي تػبيز هغش ث ذ ثی فول هیك س. وچ يي تػ يز ضجي سبسيضس تػبيز اققی كلي يکی ثزاي ارسيبثی فولکزز الگ ريتن ه رز استفبز قزار گزفت. زر ث م زيديتبل سجت ث يش هقبم ست هیت ا س خشئيبت تػ يز را وبيص ز س زر كبر بي آي س اس رش ذ ض ث سي فبسي ثزاي ث ج ز بحي ث سي هتب ي ريستيک ضس. هساجغ: استفبز ذ ا س [1] A. Ahion, S. Giquel, S. Mion, and M. Faibel, "Bain I lesion load quantifiation in multiple sleosis: a ompaison between automated multispetal and semiautomated thesholding ompute-assisted tehniques," Magneti Resonane Imaging, vol, 02. pp , [2] M. A. Balafa, A. R. Ramli, M. I. Saipan, and S. Mashoho, "Review of bain I image segmentation methods," Atifiial Intelligene Review, vol. 33, pp , [3] P. Dastida, "Oveview of Neuoadiologial I," Intenational Jounal of Bioeletomagnetism, vol. 1, [4] Y. Li and Z. Chi, " Bain image segmentation based on self-oganizing map netwok," Intenational Jounal of Infomation Tehnology, vol. 11, pp , [5] X. Huang, Z. Qian, R. Huang, and D. Metaxas, "Defomable-model based textued objet segmentation," 2005, pp [6] Z. P. Liang and P. C. Lautebu, Piniples of magneti esonane imaging: IEEE pess New Yok:, [7] I. Middleton and R. I. Dampe, "Segmentation of magneti esonane images using a ombination of neual netwoks and ative ontou models," Medial Engineeing & Physis, vol. 26, pp , [8] J. D. Gispet, S. Reig, J. Pasau, J. J. Vaqueo, P. Gaa- Baeno, and M. Deso, "Method fo bias field oetion of bain T1-weighted magneti esonane images minimizing 129