ارائه يك روش خودكار مقايسه كمي نظير به نظير دماي كف پا به منظور پيش‌بيني ناحيه در معرض زخم پاي ديابتي براساس تصاوير حرارتي و تكنيك‌هاي بينايي ماشين

PROVIDE AN AUTOMATED METHOD FOR QUANTITATIVE COMPARISON OF PEER TO PEER AT THE FEET OF DIABETIC FOOT ULCERS IN ORDER TO PREDICT THE THERMAL IMAGES AND COMPUTER VISION TECHNIQUES

مقدمه: زخم­پای دیابتی (Diabetic foot ulcers) یكی از شایع‌ترین عوارض مربوط به دیابت است كه بیش از 15 درصد افراد دیابتی را مبتلا می­سازد. از سوی دیگر به‌دلیل مشكلات موجود در سیستم ایمنی بدن افراد دیابتی، ترمیم این زخم­ها معمولاً به كندی صورت می­گیرد و این امر احتمال گانگرن شدن پا، قطع اندام و حتی مرگ را به‌طور چشمگیری افزایش می­دهد. روش‌های مرسوم برای تشخیص نواحی در معرض زخم كه بر اساس معاینه و لمس كردن پوست می­باشند، معمولاً نمی­توانند تغییرات مربوط به یكپارچگی پوست را در زمان مناسب آشكار كرده تا از ایجاد زخم جلوگیری شود. بنابراین در سال­های اخیر تصویر برداری حرارتی از اندام به‌عنوان یك روش جدید در تشخیص زودهنگام ناحیه در معرض زخم مورد توجه قرار گرفته است. این روش­ها بر اساس مقایسه دمای كف پای چپ و راست برای شناسایی ناحیه التهاب صورت می­گیرد. روش­ها: در این مطالعه از 25 نفر از شركت كنندگان در آزمایشگاه پردازش تصویر دانشگاه حكیم سبزواری در شرایط استاندارد تصاویر حرارتی گرفته شده، سپس الگوریتمی كاملاً خودكار به‌منظور مقایسه دقیق تصاویر حرارتی و استخراج نواحی پُرحرارت از ماتریس دمایی برای مقایسه نظیر به نظیر درجه حرارت پای چپ و راست افراد به‌منظور شناسایی ناحیه دارای التهاب پنهان طراحی گردید. یافته‌ها: سیستم پسشنهادی طراحی شده براساس تكنیك­های پردازش تصویر و بینایی ماشین موفق به یافتن دو مورد التهاب در بین افراد شركت كننده در این پژوهش شد. میزان دقت (Accuracy)، حساسیت (Sensitivity) و ویژگی (Specificity) الگوریتم به‌ترتیب برابر با 90%، 100%، 88% به‌دست آمد. نتیجه‌گیری: بر خلاف تحقیقات گذشته كه بیشتر به‌صورت كیفی بر روی تصاویر حرارتی عمل می‌كردند، این مطالعه موفق به طراحی سیتمی كاملاً هوشمند جهت مقایسه كمی نقاط نظیر به نظیر در كف پای چپ و راست افراد به‌منظور شناسایی ناحیه التهاب گردید. این در حالی است كه به گفته­ محققان، زمانی كه یك بیمار آزمایش مونوفیلمان (monofilament test) را حس نمی‌كند و نمی‌تواند دمای كف پای خود را متوجه شود، در واقع تنها روش پیش­بینی و پیشگیری از ایجاد زخم پا در یك پای بدون حس، تشخیص تفاوت دما است كه الگوریتم طراحی شده در این تحقیق به خوبی و با دقت، صحت و مقبولیت مناسب این خواسته را برآورده می‌كند.

Background: Diabetic foot ulcers are one of the most common complications of diabetes that affect more than 15 percent of diabetic people. In the other hand, due to problems in the immune system of diabetic patients, these ulcers are often slow to take hold and this dramatically increase the risk of gangrene, amputation and even death. Conventional methods to identify vulnerable areas to ulcers that are based on the examination and palpation of the skin, this usually can’t reveal changes of integrity of the skin at the right time to prevent the ulcers. Therefore in recent years, thermal imaging from the body as a new method to early diagnosis has been considered to be as a ulcers area. This method is based on comparing the left and right feet‘s temperature to identify areas of inflammation occurs. Methods: In this study from 25 participants feet’s thermal images were taken in the Image Processing Laboratory, University of Hakim Sabzevari at standard conditions and Then The algorithm is fully automatic order to compare the thermal image accurately and extraction of passionate area from the temperature matrix for correspondent comparison of left and right feet‘s temperature Is designed to identify areas of hidden inflammation. Results: The proposed system is designed based on image processing and computer vision techniques, Able to find two cases of inflammation were among the participants in the study. The accuracy, sensitivity and specificity of the algorithm, respectively equal of 90%, 100% and % 88 achieved.  Conclusion: Unlike past researches that is more for the quality of their action on the thermal images, we managed to design quite a smart system that quantitatively comparing peer to peer parts of the left and right people’ planetary, in order to identify the inflammation area. While the researchers said that when a patient does not feel the monofilament testing and couldn’t noticed the temperature of his/her soles of his/her feet, In fact, the only method to prediction and prevention of creating ulcers in a foot without sense, is detecting the temperature difference, that designed algorithm in this research well and accurately, makes meet The authenticity and acceptability of this demands.