شخیص سریع سرطان پوست

[pink lady]

براساس بررسی‌های انجام شده، تشخیص سرطان پوست در مراحل اولیه بیماری می‌تواند به میزان قابل توجهی مرگ و میر ناشی از این سرطان را کاهش دهد؛ اما از آنجا که تشخیص این بیماری در مراحل اولیه حتی توسط متخصصان خبره نیز بسختی انجام می‌شود، بنابراین ارائه روشی که تشخیص ملانوما یا سرطان پوست را در مراحل اولیه بیماری آسان کند، بسیار مفید خواهد بود.در این طرح تحقیقاتی که از سوی محققان دانشگاه تربیت مدرس انجام شده است، از روش جدیدی برای استخراج ویژگی‌های تصاویر شبیه‌سازی شده برای بررسی نقش و اثر نور پلاریزه در درماتوسکوپی از بدن استفاده شده است. در استخراج ویژگی‌های مناسب، مرزبندی دقیق بین ضایعه و زمینه نقش بسیار مهمی خواهد داشت. برای افزایش دقت مرزبندی می‌توان از فیلتر پلاریزه با زاویه مناسب به عنوان پیش‌پردازشی مناسب استفاده کرد. با توجه به این‌که استفاده از فیلتر پلاریزه برای به دست آوردن تصویر مناسب دشوار است از شبیه‌سازی فیلتر پلاریزه و اعمال آن روی تصویر به عنوان یک ابزار پردازشی مناسب استفاده شده است که می‌تواند روشی جدید در تشخیص زودهنگام سرطان پوست، پیامدهای مطلوبی را در تشخیص این بیماری مهلک به همراه داشته باشد.
یکی از مفیدترین فیلترها در تصویربرداری، فیلتر پلاریزه فیزیکی است. فیلتر پلاریزه فیزیکی در مقابل لنز دوربین رفتاری مانند شیشه، ژلاتین، پلاستیک یا برخی دیگر از مواد دارد. این فیلتر برخی پلاریزاسیون‌های غیرضروری را حذف می‌کند. یک فیلتر به صورتی که تمام تاثیرات فیلتر پلاریزه را داشته باشد قابل شبیه‌سازی نخواهد بود. تنها بخشی از خواص فیلتر پلاریزه قابل شبیه‌سازی است. کاهش پلاریزاسیون حاصل از تفرق نور به کمک فیلتر پلاریزه تاحد زیادی قابل شبیه‌سازی است. دیگر ویژگی‌های فیلتر پلاریزه نیز تا حدی قابل شبیه‌سازی است.
به گفته مهندس منصور فاتح، دانش‌‌آموخته مهندسی پزشکی دانشگاه تربیت مدرس و مجری این طرح تحقیقاتی در این تحقیق سعی شده است ویژگی‌های فیلتر شبیه‌سازی شده برای تصویربرداری از پوست، هرچه بیشتر به فیلتر پلاریزه فیزیکی شباهت داشته باشد. از آنجا که فیلتر پلاریزه فیزیکی می‌تواند نقش مهمی در بهبود تصاویر داشته باشد، بنابراین با فیلترشبیه‌سازی شده نیز بهبود تصاویر امکان‌پذیر خواهد بود. درماتوسکوپ ابزاری مفید در تشخیص آسیب‌های خوش‌خیم از بدخیم است. این دستگاه بخصوص در تشخیص ملانوما بسیار موثر است. ملانوما، خطرناک‌ترین نوع سرطان پوست است و هر ساله بیش از هزار نفر بر اثر این بیماری کشته می‌شوند. اگر ملانوما در مراحل ابتدایی بیماری تشخیص داده شود به آسانی قابل درمان است.
تنها متخصصان خبره با آموزش‌های در سطح بالا و با استفاده از ابزار مناسب قادر به تشخیص بموقع ملانوما هستند. از آنجا که با بهبود تصویر، تشخیص آسیب‌های پوستی و بخصوص ملانوما حتی در مراحل اولیه بیماری برای پزشک آسان‌تر می‌شود، روش‌های بهبود تصویر از اهمیت ویژه‌ای برخوردار خواهد بود. استفاده از فیلتر پلاریزه یکی از مهم‌ترین روش‌های بهبود تصویر است. درماتوسکوپ‌هایی که دارای تکنیک پلاریزاسیون هستند در مقایسه با درماتوسکوپ‌های معمولی گران‌تر هستند؛ بنابراین با شبیه‌سازی فیلتر پلاریزه و اتصال آن به دستگاه درماتوسکوپی تا حد زیادی در هزینه‌ها صرفه‌جویی خواهد شد. بهترین کاربرد شبیه‌سازی فیلتر پلاریزه در مواردی است که تشخیص بیماری به صورت خودکار و بدون نیاز به حضور پزشک انجام می‌شود. با ایجاد برنامه‌هایی برای تشخیص ملانوما و اتصال آن به دستگاه درماتوسکوپ، ملانوما یا عدم وجود ملانوما در ضایعات پوستی قابل تشخیص است.
در برنامه تشخیص ملانوما تمامی مراحل برنامه روی تصویر خروجی انجام می‌شود و در نتیجه هرچه کیفیت تصویر بالاتر باشد تشخیص ملانوما با دقت بیشتری انجام خواهد شد. برای افزایش کیفیت تصاویر از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود که پیش از هر پردازشی روی تصویر اعمال می‌شود. این روش‌ها در مرحله پیش‌پردازش قرار می‌گیرند.
فیلتر پلاریزه شبیه‌سازی شده یکی از روش‌های پیش‌پردازش قوی است که با افزایش کنتراست، کاهش اختلالات صوتی و حذف سایه، کیفیت تصاویر را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد. در این روش با شبیه‌سازی یک فیلتر پلاریزه نمونه، حذف بازتابش نور از سطح ضایعه که می‌تواند ناشی از وجود مواد روغنی باشد، کاهش تاثیر اختلالات صوتی، حذف اثر مخرب ناشی از وجود مو در سطح تصویر و همچنین کاهش سایه در تصویر نهایی مورد توجه قرار گرفته است.
نکته قابل توجه این است که علاوه بر این مرزبندی محل ضایعه نیز نقش بسیار مهمی در تشخیص بیماری ملانوما خواهد داشت. به عبارت دیگر، تعیین میزان گسترش ضایعه و به نوعی استخراج مرز دقیق بین ضایعه و زمینه یکی از پارامترهای بسیار تاثیرگذار و اولیه در استخراج صحیح ویژگی‌های تصویر به شمار می‌آید.
پس از آن، ویژگی‌هایی از تصویر انتخاب می‌شوند که اغلب با چشم قابل تشخیص هستند و ارتباط نزدیکی، با ملانومای بدخیم دارند.
● علاج واقعه قبل از وقوع
به گفته فاتح، استفاده از ویژگی‌های مناسب برای تشخیص تصویر، تشخیص این بیماری را برای متخصصان پوست آسان‌تر می‌کند. این ویژگی‌ها شامل ۲۰ ویژگی رنگ، قطر آسیب، تراکم، ابعاد هندسی، محل آسیب‌دیدگی و میزان تخریب ضایعه هستند که با استفاده از روش‌های موجود، بررسی این ویژگی‌ها امکان‌پذیر است. با توجه به آنچه گفته شد برای طبقه‌بندی دقیق آسیب‌دیدگی و افزایش سرعت تشخیص باید ویژگی‌های انتخاب شده در برنامه پیشنهادی را به حداقل کاهش داد. در هریک از روش‌های کاهش ویژگی‌ها در برنامه انتخاب شده از الگوریتم متفاوتی استفاده می‌شود که در نتیجه در کاربردهای مختلف پاسخ‌های متفاوتی خواهیم داشت. برای بهینه‌سازی ویژگی‌های تصاویر به طبقه‌بندی آنها پرداخته می‌شود و در نهایت نتایج این طبقه‌بندی‌ها با هم مقایسه می‌شوند. طبقه‌بندی آسیب‌های پوستی شامل ۲ مرحله یادگیری و آزمایش است که تمام طبقه‌بندی‌کننده‌های مورد استفاده را شامل می‌شود. در این طرح تحقیقاتی برای طبقه‌بندی اطلاعات از شبکه عصبی استفاده می‌‌شود. شبکه‌‌های عصبی از گره‌های به هم پیوسته ساخته می‌شوند. این شبکه‌ها از برخی مشخصات سیستم‌های عصبی زیستی پیروی می‌کنند و منطبق با سیستم‌های زیستی هستند و به همین علت یادگیری در آنها به یادگیری‌های زیستی نزدیک است.
روشی که در این طرح تحقیقاتی برای تشخیص زود هنگام سرطان پوست از آن استفاده شده تا حدود ۹۱ درصد در تشخیص این نوع سرطان موفقیت‌آمیز است. مشاهده و تشخیص سرطان پوست با روش غیرتهاجمی درماتوسکوپی مبتنی بر استنتاج چشمی است و به همین علت تشخیص ملانوما بخصوص در مرحله اولیه بیماری برای متخصصان پوست بسیار مشکل است؛ در حالی که مرزبندی دقیق بین ضایعه و زمینه تشخیص ملانوما را برای پزشکان آسان‌تر می‌کند. روشی که در این طرح تحقیقاتی از آن استفاده شده است، شیوه جدیدی را برای پیش‌پردازش تصاویر ضایعات ملانوسیتی و بالا بردن کنتراست ضایعه با زمینه فراهم می‌سازد. با اعمال الگوریتم مرزبندی روی بهترین تصویر دقیق‌ترین مرزبندی بین ضایعه و زمینه ایجاد می‌شود. پس از مرزبندی تصویر در اختیار پزشک معالج قرار می‌گیرد تا تشخیص‌ ملانوما به آسانی انجام شود. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که با استفاده از این روش تشخیص ملانوما نسبت به گذشته آسان‌تر خواهد بود.
تشخیص آسیب‌های پوستی و بخصوص ملانوما با بهبود تصویر حتی در مراحل اولیه بیماری برای پزشک آسان‌تر می‌شود ملانوما یکی از جدی‌ترین و خطرناک‌ترین انواع سرطان پوستی است که با رشد فزاینده سلول‌های رنگ‌ساز پوست آغاز می‌شود. این بیماری در مراحل پیشرفته، قابلیت انتشار به اندام‌های داخلی را دارد و می‌‌تواند منجر به مرگ فرد شود. این در حالی است که تشخیص بیماری در مراحل اولیه، موفقیت درمان را تضمین خواهد کرد. اگر چه نور آفتاب مهم‌ترین عامل مستعدکننده برای ابتلا به ملانوم‌های پوستی است اما عوامل ژنتیکی و نقص سیستم ایمنی نیز می‌تواند زمینه مناسبی را برای ابتلا به این بیماری خطرناک فراهم کند. بنابراین به همه افراد توصیه می‌شود در صورت بروز هرگونه تغییر در رنگ، اندازه و شکل یک خال پوستی یا ایجاد یک خال جدید و هرگونه تغییرات غیرطبیعی در پوست به پزشک متخصص مراجعه کنند.
در صورت تشخیص بموقع، ملانوم از طریق برداشتن کامل ضایعه قابل درمان خواهد بود و آنچه در رابطه با آن حائز اهمیت است، تشخیص بیماری قبل از افزایش ضخامت و عمق ضایعه در پوست و پیشرفت آن به سمت دیگر اعضای بدن است.
● مبارزه با ملانوما به روش غیرتهاجمی
به گفته فاتح سالانه بیش از ۵۰ هزار نفر در ایالات متحده آمریکا به این نوع سرطان مبتلا می‌شوند و در برخی مناطق بخصوص مناطق غربی، شیوع ملانوم هر سال نسبت به سال گذشته افزایش می‌یابد. پوست یکی از بزرگ‌ترین اعضای بدن است که از سایر اعضای بدن در مقابل نور، گرما، جراحت یا ابتلا به عفونت محافظت می‌کند. سلول‌های ملانوسیت که در قسمت داخلی لایه اپیدرم قرار گرفته‌اند، از سلول‌های اصلی تشکیل‌دهنده رنگدانه‌های پوست و خال‌ها هستند. ملانوسیت‌ها محل تولید رنگ اندورونین هستند که رنگ طبیعی پوست را تامین می‌کنند. اگر پوست در معرض نور خورشید قرار گیرد ملانوسیت‌ها رنگدانه بیشتری تولید می‌کنند و در نتیجه پوست تیره‌تر می‌شود. از آنجا که شدت این بیماری به عنوان یکی از شایع‌ترین انواع سرطان در جهان بشدت در حال افزایش است، تشخیص زودهنگام بیماری می‌تواند نقش بسیار مهمی در کاهش میزان مرگ و میر ناشی از این سرطان مرگبار داشته باشد.
اگرچه در بسیاری از کشورها از روش‌های درمانی مختلف برای درمان و کنترل پیشرفت بیماری استفاده می‌شود، اما بدیهی است که هر چه تشخیص زودتر انجام شود، درمان آن نیز ساده‌تر بوده و احتمال از بین بردن ضایعات پوستی ایجاد شده در اثر ابتلا به ملانوما بیشتر خواهد بود. روش تشخیص درماتوسکوپی بهترین روشی است که می‌تواند در تشخیص زودهنگام بیماری‌ها و ضایعات پوستی مورد استفاده قرار گیرد.
در این روش غیرتهاجمی با استفاده از بزرگنمایی تا حدود ۱۰۰ برابر، جزییات بیشتری از ضایعه پوستی در معرض دید و قضاوت درماتولوژیست قرار خواهد گرفت که نقش موثری در تشخیص ملانوما از خال‌های پوستی معمولی خواهد داشت. امروزه از این سیستم در همه کشورها استفاده می‌شود و این رشته درونی بسرعت در حال پیشرفت و گسترش است. در این طرح تحقیقاتی که با راهنمایی دکتر محمدحسین میران بیگی در دانشکده فنی مهندسی دانشگاه تربیت مدرس انجام شده است این گروه توانسته‌اند با استخراج ویژگی‌های تصویر محل ضایعه و طبقه‌بندی آن به ایجاد الگوریتمی مناسب در تشخیص بیماری ملانوما دست یابند که تا حدود ۹۱ درصد در تشخیص این نوع سرطان مهلک پوست موفق است.
فاتح در پایان خاطرنشان کرد که تمام تصاویر موجود در این طرح پژوهشی از پایگاه‌های اینترنتی و مورد اعتماد متخصصان پوست گرفته شده‌اند و تومورال (سرطانی)‌ و غیرتومورال (غیرسرطانی)‌ بودن ضایعات در این تصاویر توسط بیوپسی یا نمونه‌برداری بالینی از بیمار مورد تایید قرار گرفته است. به عبارت دیگر در این تحقیق از تصاویری استفاده شده است که متخصصان پوست برای تشخیص سرطانی یا غیرسرطانی بودن آنها دچار شک و تردید می‌شوند و در نتیجه برای اعلام نتیجه نهایی و تشخیص بیماری از روش بیوپسی استفاده می‌کنند. از آنجا که هدف از اجرای این طرح پژوهشی، دستیابی به روشی مناسب و غیرتهاجمی برای پرهیز از روش تهاجمی بیوپسی برای تشخیص ملانوماست، بنابراین تلاش شده است با استفاده از روشی جایگزین و مطمئن بتوان استفاده از روش تهاجمی برای تشخیص ضایعات پوستی سرطانی از غیرسرطانی را به حداقل رساند. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که استفاده از روش نرم‌افزاری برای تشخیص ملانوما نیاز به انجام بیوپسی و نمونه‌برداری از فرد بیمار را در موارد بسیاری کاهش خواهد داد. پیش‌بینی می‌شود با استفاده از این روش بتوان با تشخیص زودهنگام بیماری مرگ و میر ناشی از آن را به میزان قابل توجهی در سطح دنیا کاهش داد.