ارایه مدلی از شبکه‌های عصبی خودسازمان‌ده سلسله مراتبی در جهت تشخیص و طبقه‌بندی ضایعات شبکیه برای درجه‌بندی رتینوپاتی دیابتی

Abstract

زمینه و هدف: دیابت، بیماری شایعی است که با ایجاد عوارض چشمی منجر به کاهش بینایی و کوری می‌گردد. در این پژوهش مدلی از شبکه‌های عصبی خودسازمان‌ده سلسله مراتبی در جهت تشخیص و طبقه‌بندی ضایعات شبکیه (رتینوپاتی دیابتی) ارایه شد. روش بررسی: نوع مطالعه به‌صورت مقطعی گذشته‌نگر می‌باشد که از دی تا اسفند ۱۳۹۴ در دانشگاه علوم پزشکی ارتش انجام پذیرفت. مطالعه بر روی پایگاه MESSIDOR که شامل ۱۲۰۰ تصویر از قطب خلفی چشم می‌باشد انجام گرفته است. تصاویر شبکیه به سه دسته خفیف، متوسط و شدید طبقه‌بندی شده‌اند. یک سیستم متشکل از یک طبقه‌بندی ترکیبی جدید از Self-organising map (SOM) algorithm برای تشخیص ضایعات شبکیه ارایه شده است. سیستم پیشنهادی شامل پیش‌پردازش سریع، استخراج ویژگی مربوط به ضایعات و در نهایت ارایه مدلی جهت طبقه‌بندی می‌باشد. در پیش‌پردازش، سیستم از سه فرآیند جداسازی اولیه ضایعات هدف، جداسازی دیسک نوری و درنهایت جداسازی عروق خونی از شبیکه تشکیل شده است. گام دوم مجموعه‌ای از ویژگی‌ها بر اساس توصیف‌های مختلف مانند مورفولوژی، رنگ، شدت نور و مومنت‌ها می‌باشند. طبقه‌بندی شامل ارایه یک مدل از شبکه‌های خودسازمان‌ده سلسله مراتبی می‌باشد که جهت تسریع و افزایش دقت در کلاس‌بندی ضایعات با مدنظر قرار دادن حجم بالای داده‌ها در استخراج ویژگی ارایه شده است. یافته‌ها: میزان حساسیت، ویژگی و دقت به‌دست‌آمده از مدل پیشنهادی برای طبقه‌بندی ضایعات رتینوپاتی دیابتی، به‌ترتیب برابر با ۹۸/۵۱% (CI ۹۵% ۹۹/۵% تا ۹۶%)، ۹۶/۷۷% (CI ۹۵% ۹۷% تا ۹۴%) و ۹۷/۸۷% (CI ۹۵% ۹۸% تا ۹۵%) بود. نتیجه‌گیری: بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، مدل پیشنهادی قادر است ضایعات را در تصاویر رتینوپاتی دیابتی تشخیص و با دقت مناسبی طبقه‌بندی نماید.

​