ارائه یک روش هوشمند مبتنی بر یادگیری ماشین با قابلیت تجاری سازی برای تشخیص بیماری ها از روی تصاویر عنبیه چشم انسان

تشخیص دقیق و زودهنگام نشانه های بیماری، از گذشته های دور تا به امروز مورد توجه همگانی بوده است. در همین راستا استفاده از علم عنبیه شناسی با توجه به سرعت بالا در تشخیص اولیه بیماری های احتمالی، مورد توجه پزشکان و متخصصان قرار گرفته است. در علم عنبیه شناسی، عنبیه چشم به قسمت های مختلفی تقسیم شده و هر قسمت به ارگان خاصی نسبت داده می شود. وجود یکسری مشخصات در هر یک از این قسمت ها بیانگر وجود بیماری احتمالی در ارگان مربوطه است. از طرفی پزشکی هوشمند و مدرن با توجه به سهولت، سرعت و دقت بالاتر نسبت به پزشکی سنتی گسترش روز افزونی را تجربه می کند. امروز با پیشرفت روز افزون الگوریتم های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین و افزایش کاربردهای عمومی آن، استفاده از هوش مصنوعی در زمینه های پزشکی در صدر توجه محققان قرار گرفته است. در راستای تشخیص خودکار بیماری‎ها و پزشکی هوشمند، در کار حاضر روش جدیدی با استفاده از شبکه های عمیق و پردازش تصویر برای تشخیص بیماری ها از روی تصاویر و بر مبنای علم عنبیه شناسی ارائه شده است. در روش پیشنهادی تصاویر چشم انسان وارد یک شبکه عصبی کانولوشنی شده که این شبکه با ساختار شبکه های رمزنگار و رمزگشا طراحی شده و پیسکل هایی از تصویر ورودی که بیانگیر عنبیه هستند را از پیکسل هایی که بیانگر عنبیه نیستند طبقه بندی می کند. سپس با ماسک پیسکل های شناسایی شده با تصویر ورودی، ناحیه مربوط به عنبیه از تصویر چشم استخراج می شود. پس از استخراج عنبیه، مشخصه های بیماری با اعمال یک روش حد آستانه تطیبقی تشخیص داده شده و سپس بر حسب چارت عنبیه شناسی برش داده می شود. در نهایت با توجه به این که مشخصه های بیماری در قسمت مربوط به کدام ارگان قرار دارند، در مورد نوع بیماری احتمالی تصمیم گیری می شود. روش پیشنهادی با استفاده از چند مجموعه داده پرکاربرد در زمینه پردازش تصاویر عنبیه ارزیابی شده و در بخش نتایج، کارایی و دقت روش پیشنهادی در استخراج عنبیه و شناسایی بیماری ها در مقایسه با چند روش معروف پردازش عنبیه نشان داده شده است. دقت روش پیشنهادی در مکان یابی عنبیه تقریبا ۹۹% بدست آمده است که از روش های موجود و معروف در این زمینه بالاتر است.

کلیدواژه ها:

عنبیه شناسی ، شبکه های عصبی عمیق ، پردازش تصویر ، یادگیری ماشین ، تشخیص بیماری