تشخیص تومور مغزی با استفاده از شبکه U-Net و الگوریتم ملخ

تشخیص و بخش‌بندی تومور مغزی یکی از مهم‌ترین چالش‌های پردازش تصاویر پزشکی است که نقش کلیدی در تشخیص زودهنگام و درمان مؤثر بیماران دارد. این پایان نامه با استفاده از شبکه کانولوشنی U-Net بهینه‌شده توسط الگوریتم ملخ، روشی خودکار برای بخش‌بندی تومورهای مغزی در تصاویر MRI ارائه می‌دهد. این روش “تشخیص تومور مغزی با استفاده از شبکه U-Net و الگوریتم ملخ” با دقت ۰٫۹۵۳ و افت ۰٫۰۱۶، کارایی بالایی در شناسایی نواحی تومور نشان داده و به پزشکان در تشخیص دقیق‌تر کمک می‌کند.

اهمیت تشخیص تومور مغزی با تصاویر MRI

تصاویر MRI به دلیل وضوح و کیفیت بالا، ابزار اصلی برای تشخیص تومورهای مغزی هستند. بااین‌حال، تحلیل دستی این تصاویر زمان‌بر و مستعد خطای انسانی است. بخش‌بندی خودکار تومور مغزی با استفاده از یادگیری عمیق، مانند شبکه U-Net، امکان شناسایی سریع و دقیق نواحی تومور را فراهم می‌کند. این پژوهش با هدف بهبود دقت تشخیص تومور مغزی و کاهش نرخ مثبت کاذب انجام شده است.

نقش شبکه U-Net در بخش‌بندی تصاویر پزشکی

شبکه U-Net به‌طور خاص برای بخش‌بندی تصاویر زیست‌پزشکی طراحی شده و به دلیل توانایی استخراج ویژگی‌های پیچیده، در پردازش تصاویر پزشکی عملکرد برتری دارد. در این مطالعه، شبکه U-Net روی مجموعه داده BRATS 2018 پیاده‌سازی شده و با بهینه‌سازی هایپرپارامترها توسط الگوریتم ملخ، دقت بخش‌بندی به‌طور قابل‌توجهی بهبود یافته است. این بهینه‌سازی شامل تنظیم پارامترهایی مانند نرخ یادگیری اولیه، ضریب کاهش نرخ یادگیری، دوره کاهش نرخ یادگیری و اندازه دسته کوچک است.

نوآوری الگوریتم ملخ در بهینه‌سازی

الگوریتم ملخ به‌عنوان یک روش بهینه‌سازی نوآورانه، برای تنظیم دقیق هایپرپارامترهای شبکه U-Net استفاده شده است. این الگوریتم با جست‌وجوی کارآمد در فضای پارامترها، عملکرد شبکه را بهبود بخشیده و دقت ۰٫۹۵۳ و افت ۰٫۰۱۶ را به دست آورده است. این نوآوری، روش پیشنهادی را از سایر الگوریتم‌های موجود متمایز می‌کند.

ارزیابی و نتایج پژوهش

نتایج این پژوهش با معیارهایی نظیر ضریب دایس، صحت، یادآوری و F-Measure ارزیابی شده و برتری روش پیشنهادی نسبت به سایر روش‌ها را نشان می‌دهد. این رویکرد نه‌تنها دقت تشخیص تومور مغزی را افزایش می‌دهد، بلکه با کاهش نرخ مثبت کاذب، اطمینان پزشکان را برای استفاده در تشخیص اولیه تقویت می‌کند.

نتیجه‌گیری

تشخیص تومور مغزی با استفاده از شبکه U-Net و الگوریتم ملخ گامی مؤثر در خودکارسازی تشخیص پزشکی است. این روش با ارائه دقت بالا و کاهش خطا، به بهبود نتایج درمانی بیماران کمک می‌کند. استفاده از این فناوری در آینده می‌تواند استانداردهای تشخیص تومور مغزی را ارتقا دهد.

کلمات کلیدی: تشخیص تومور مغزی، یادگیری عمیق، شبکه U-Net، الگوریتم ملخ، بخش‌بندی تصاویر MRI، پردازش تصاویر پزشکی