التصوير الطبي بمساعدة الرياضيات

تقدم التصوير الطبي بمساعدة الرياضيات

قبل جراح ينفذ عملية أنها تريد أن تعرف قدر ما تستطيع عن ما سوف تجد مرة واحدة مريضهم يذهب تحت السكين. هذا هو السبب في تقنيات التصوير الطبي مثل التصوير المقطعي حيوية لجراح الذي يستعد للعمل - إما بالطريقة التقليدية أو عن طريق إجراء عملية بمساعدة الروبوت.

في لحظة مسح CT تنتج صورا 2D، الذي الجراح له تفسير - تتطلب منهم لبناء لأنفسهم صورة ذهنية 3D من جسم المريض. الباحثون يستخدمون الآن الرياضيات لتحويل هذه الصور 2D تلقائيا إلى صور واضحة بشكل مذهل من داخل جسم المريض.

واحدة من التحديات الرئيسية لتحويل هذه الصور 2D هي مشكلة وصفها الأجزاء الصحيحة للمسح 2D (المعروف باسم تجزئة). حاليا الأطباء أن تسمية أجزاء من المسح يدويا وتبويبها على سبيل المثال باعتبارها مناطق إما من العظام، وورم أو الجهاز الرئيسي.

ويجري حاليا تطوير الخوارزميات الرياضية التي القيام بهذه المهمة تلقائيا، وسوف تجعل عملية جراحية على حد سواء أكثر أمانا وأكثر فعالية. تماما مثل مصنوعة الصور 2D تتكون من وحدات البكسل الفردية صغيرة، يتم إجراء CT صورة مسح تتكون من "voxels 'الفردية التي هي مثل الإصدارات 3D بكسل. إذا كان فوكسل له قيمة عالية مثل 300 ثم فمن المرجح أنه يمثل حجم الكثافة العالية مثل العظام. على مستوى أساسي يمكن خوارزمية الكمبيوتر تعيين عتبات، تصنيف أي فوكسل بقيمة 300 أعلاه باعتبارها مجالا من مجالات العظام. في الواقع الخوارزمية يجب أن تكون أذكى من ذلك، كما هو الحال في مريض واحد عتبة 300 قد يشير العظام، في حين أن المريض مختلفة قد تتطلب قيمة عتبة مختلفة للإشارة إلى العظام.

للحصول على جولة هذه المشكلة المؤامرات البرنامج في كل القيم فوكسل على الرسم البياني - إذا كان هناك مجموعة من القيم في نهاية أعلى من الرسم البياني، ثم يقوم البرنامج تلقائيا التعرف هذه كمجال للعظم وحساب قيمة العتبة لذلك مريض. وسيتم استخدام عملية مماثلة لتحديد الأورام أو الأجهزة الرئيسية مثل الكلى. هذا مجرد مثال واحد كيف تعتمد التقدم في التصوير الطبي في الرياضيات - في الواقع العديد من الباحثين في هذا المجال هي التطبيقية
الرياضيات الذين يتعاونون مع الأطباء لإنتاج التطورات الجديدة المذهلة في تكنولوجيا المسح الضوئي.