عنوان:

شناسایی خودکار پارامترهای مورفولوژیک پا با استفاده از روش‌های پردازش تصویر از تصاویر اسکن سه بعدی پا در مرکز مطالعه پرشین کوهورت مشهد

چكيده

اهميت موضوع: ویژگی‌های مختلف مورفولوژی پا معمولاً با تغییر توزیع فشار کف پا و رباط‌های اندام تحتانی همراه است، که بر عملکرد پا تأثیر می‌گذارد. بررسی عوامل تاثیر گذار بر مورفولوژی پای افراد، ممکن است بتواند در درک اساس بدشکلی و اختلال عملکرد پا کمک کند. مورفولوژی پای انسان ها کاملا مشابه یکدیگر نیست و این ممکن است در اتباط با وزن، جنسیت، شاخص توده بدنی و نژاد آنها باشد. برای بررسی این ارتباط، محاسبه دقیق پارامترهای مورفولوژی پا ضروری خواهد بود. پردازش تصاویر اسکن سه بعدی پا یک راه‌ قابل اعتماد برای استخراج پارامترهای مورفولوژی پا می‌باشد. هدف ما در این مطالعه شناسایی خودکار پارامترهای مورفولوژی پا از تصاویر اسکن سه بعدی موجود در مرکز مطالعه پرشین کوهورت مشهد است.

روش پژوهش: فاز اول جمع‌آوری تمام داده ها از مرکز کوهورت مشهد انجام شد. فاز دوم تمام تصاویر پیش پردازش شد و نویزهای موجود در آنها حذف گردید. فاز سوم بررسی متون در پایگاه های علمی مختلف انجام و پارامترهای مورفولوژی پا زیر نظر اساتید مشاور بالینی از مقالات مرتبط استخراج گردید. فاز چهارم مدل پردازش تصویر جهت محاسبه خودکار پارامترهای پا از تصاویر اسکن سه بعدی توسط تیم پژوهشی ایجاد و درصد خطای مدل طراحی شده محاسبه شد. فاز پنجم  تمام تصاویر اسکن سه بعدی توسط مدل پردازش تصویر، پردازش گردید و مقادیر ده پارامتر مورفولوژی پا به صورت خودکار محاسبه شد. فاز ششم بین مقادیر پارامترهای مورفولوژی پا و فاکتور‌های مختلف از جمله سن، جنسیت و شاخص توده بدنی افراد و همچنین فشار کف پا و بیماری‌های مرتبط با پای افراد، بررسی ارتباط انجام شد.

یافته ها: ده پارامتر مورفولوژی پا به صورت خودکار از تصاویر اسکن سه بعدی توسط مدل پردازش تصویر، محاسبه شد. میانگین درصد خطای مدل برای تمام پارامترهای مورفولوژی پا، 45/1% بود. بین مورفولوژی پای راست و چپ افراد، پنج پارامتر از ده پارامتر مورفولوژی پا دارای تفاوت معنادار بود. در مقایسه با مردان، زنان پاهای کوتاه‌تر، کوچک‌تر  و ارتفاع پایین‌تری داشتند. هر دو پای راست و چپ در گروه سنی جوان، باریک تر و دارای ارتفاع کمتری بودند. همچنین، پای راست و چپ در گروه سنی جوان به طور قابل توجهی کوچکتر از گروه سنی میانسال بود. افزایش شاخص توده بدنی افراد باعث مرتفع‌تر و عریض تر شدن پای آنان در هر دو پای چپ و راست می‌شد. مورفولوژی پای افراد دارای بیماری فاشئیت پلانتار متفاوت از افراد سالم بود. بین میانگین فشار کف پای افراد دارای بیماری فاشئیت پلانتار و افراد سالم نیز تفاوت معنادار مشاهده شد.  

بحث و نتیجه گیری: مطالعه حاضر با استفاده از روش‌های پردازش تصویر، یک مدل برای تخمین خودکار پارامترهای مورفولوژی پا ارائه کرد. با توجه به دقت و سرعت بالای مدل در محاسبه پارامترهای مورفولوژی پا از تصاویر اسکن سه بعدی، به نظر می‌رسد مدل توسعه یافته در مطالعه قابلیت اطمینان بالایی برای کاربردهای بالینی دارد. این مدل پتانسیل تبدیل شدن به یک ابزار مفید مستقل از اپراتور برای ارزیابی آسیب شناسی پا و تغییرات مورفولوژیک عمده‌ی پا را دارد.

واژگان کلیدی: اسکنر سه بعدی پا، مورفولوژی پا، پردازش تصویر، فاشئیت پلانتار، فشار کف پا