Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Investigation of Chest X-Ray Images Based on Medical Knowledge
and Images Processing
Thanatchai Tonpho
A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements
For the Degree of Master of Engineering
Department of Computer Engineering
and Informatics Graduate School
University of the Thai Chamber of Commerce
2010
© Copyright by University of the Thai Chamber of Commerce
การตรวจสอบภาพเอกซเรยทรวงอกโดยใชพนฐานความร
ทางการแพทย และการประมวลผลภาพ
ธนตชย ตนโพธ
วทยานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต
สาขาวชาวศวกรรมคอมพวเตอร และสนเทศศาสตร
บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยหอการคาไทย พ.ศ. 2553
© ลขสทธของมหาวทยาลยหอการคาไทย
หวขอวทยานพนธ การตรวจสอบภาพเอกซเรยทรวงอกโดยใชพนฐานความร
ทางการแพทย และการประมวลผลภาพ ชอนกศกษา นายธนตชย ตนโพธ ปรญญา วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต
สาขาวชา วศวกรรมคอมพวเตอร และสนเทศศาสตร อาจารยทปรกษาหลก อาจารย ดร.สภาภรณ เกยรตสน
อาจารยทปรกษารวม ผชวยศาสตราจารย ดร.อดศร ลลาสนตธรรม
ปทสาเรจการศกษา 2553
บทคดยอ
การตรวจรางกายเบองตนในโรงพยาบาลจาเปนตองมการถายภาพ Chest X-ray เพอ
ใชประกอบการตรวจวนจฉยโรค การถายภาพ Chest X-ray เปนทนยมเปนอยางมากเพราะ
ภาพ X-ray แสดงภาพของปอดทมโรคทางเดนหายใจไดมาก โดยเฉพาะวณโรค หรอ มะเรง
ปอด ซงระยะแรกอาจไมแสดงอาการ ทงความสะดวกรวดเรวในขนตอนการตรวจ คาใชจายตอ
ครงทถกกวาเมอเทยบกบการตรวจดวยวธอน งานทนาเสนอเปนการวเคราะหภาพเอกซเรย
ปอดจากภาพถาย Chest X-RAY โดยการนาภาพถายปอดมาหาขอบเขตเฉพาะสวนของปอด
ดวยวธ Active Contour by Snake จากนนนาภาพเฉพาะสวนปอดมาหาคาฮสโตแกรมของปอด
ทงสองขางเพอกาหนด Pattern โดยใชการกาหนดจดจากกราฟฮสโตแกรมของปอด แลวนามา
พลอตกราฟเปรยบเทยบกนทาใหทราบวาปอดปกต หรอผดปกต ถาฮสโตแกรมของปอดทงสอง
ขางมความ ตางกนนอย แสดงวาปอดปกต และหากฮสโตแกรมของปอดทงสองขาง ตางกนมาก
แสดงวาปอดผดปกต สาหรบผลการทดสอบมความถกตองอยท 100% จากภาพปอดทใชในการ
ทดสอบ 60 ภาพ
Thesis Title Investigation of Chest X-Ray Images Based on
Medical Knowledge and Images Processing
Name Mr. Thanatchai Tonpho
Degree Master of Engineering
Major Field Computer Engineering and Informatics
Thesis Advisor Dr. Supaporn Kiattisin
Thesis Co-Advisor Asst. Prof. Dr. Adisorn Leelasantitham
Graduation Year 2010
ABSTRACT
The primary checking for our health at hospital needs to include a chest x-ray
as routine diagnosis because it effectively illustrates the lung diseases especially
tuberculosis or lung cancer which are asymptomatic earlier. It is a convenient and quick
process with a low cost in comparison with other studies. This paper presents an
analysis and integration of the radiographs of lung from the chest x-ray. The selected
images of lungs are depicted by the use of an active contour (e.g. snake algorithm) to
find two regions of lungs (left and right). Then, such two regions of lungs are
represented for two histograms which are profiles of two lung patterns (left and right) by
fix 25 points from the graph histogram. Such two histograms are compared for normal
and abnormal lungs to demonstrate the difference of both lung radiographs. If two
histograms are not very different, then the result is a normal case. However, if they are
very different, then it is an abnormal case. For the experimental result, the overall
accuracy is at approximately 100% which there are 60 samples of patients for testing
their lung images.
กตตกรรมประกาศ
วทยานพนธเรองน สาเรจไปไดดวย ความกรณาจาก อาจารย ดร.สภาภรณ เกยรตสน
อาจารยทปรกษา วทยานพนธ และ ผชวยศาสตราจารย ดร.อดศร ลลาสนตธรรม อาจารยท
ปรกษารวม ท ใหความกรณาในดานคาปรกษา และแนะนา ตรวจสอบแกไขเนอหา ตลอดจนให
กาลงใจในการทาวทยานพนธ
ขอขอบพระคณศาสตราจารย ผชวยศาสตราจารย ดร.วนชย ฉมฉว ทใหความกรณาเปน
ประธานกรรมการสอบวทยานพนธ ศาสตราจารย ดร.ชดชนก เหลอสนทรพย ภาควชาวศวกรรม
อเลกทรอนกส และโทรคมนาคม มหาวทยาลยพระจอมเกลาธนบร ผแทนสานกงาน
คณะกรรมการอดมศกษา ทใหความกรณาเปนกรรมการสอบวทยานพนธ ขอขอบพระคณ
อาจารย ดร.สภาภรณ เกยรตสน และ ผชวยศาสตราจารย ดร.อดศร ลลาสนตธรรม อาจารย
ประจาสาขาวศวกรรมคอมพวเตอรและมลตมเดย คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยหอการคา
ไทย ทใหความกรณาเปนกรรมการสอบวทยานพนธ และแนะแนวทางการคนควา ขอมลเพอใช
ในการทาวจยเพอตพมพ พรอมทงแนวคดในการทาวทยานพนธ ขอขอบพระคณ อาจารย
ดร.ศภฤกษ มานตพรสทธ อาจารยคณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยหอการคาไทย ทให
ความกรณาเปนกรรมการและเลขานการสอบวทยานพนธ และขอขอบพระคณ นายแพทย
ธรพล วชรปรชาสกล ทใหความร คาปรกษา ขอมลและความชวยเหลอตางๆ ตลอดจนแนวทาง
ในการใชชวตอยางมคณคาจนประสบความสาเรจ และ สดทายขอกราบขอบพระคณ คณ บดา
มารดา ครอบครวของผทาวจยเอง บรรดาญาต พนอง และเพอนๆ ทใหกาลงใจเสมอมาตลอด
ระยะเวลาการทาวทยานพนธ
ช
สารบญ
หนา
บทคดยอ ………………………………………………………………………………………. ง
Abstract ……………………………………………………………………………………….. จ
กตตกรรมประกาศ ……………………………………………………………………………. ฉ
สารบญ ………………………………………………………………………………………… ช
สารบญตาราง …………………………………………………………………………………. ฌ
สารบญแผนภม ……………………………………………………………………………….. ญ
สารบญภาพ …………………………………………………………………………………… ฏ
สารบญแผนภาพ ............................................................................................................ ถ
บทท
1. บทนา 1 ทมาและความสาคญ 1 วตถประสงคการทาวจย 3 ทฤษฎหรอแนวความคดทใชในงานวจย 3
ขอบเขตการทาวจย 4
ขนตอนการทาวจย 4
ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 5
โครงสรางงานวจย 5
ซ
สารบญ (ตอ)
บทท หนา
2. งานวจย และทฤษฎทเกยวของ 6
งานวจยทเกยวของ 6
ทฤษฎทเกยวของ 28
1. อวยวะทรวงอก 28
2. ปอด 29
3. ความรทางการแพทย ลกษณะของปอดปกต 31
4. โรคทเกยวกบปอด 32
5. รงส 32
6. ประวตการคนพบเอกซเรย 39
7. การวนจฉยโรคปอด 42
8. การประมวลผลภาพ 53
3. การออกแบบ และวธการดาเนนการ 54
ลกษณะสของปอดปกต 54
ตาแหนงของปอดปกต 54
ลาดบขนตอนการทางาน 55
1. หาขอบเขตปอด 57
2. กาหนดจดคา x, y ขอบเขตปอด 58
3. แปลงภาพ RGB เปน Gray 58
4. การหาคาฮสโตแกรมของภาพปอด 59
5. การกาหนดจดจากกราฟฮสโตแกรม 25 จดของปอดแตละขาง 60
6. พลอตกราฟจากคาทกาหนดเปรยบเทยบกน 61
7. นาคาทไดจากกราฟของปอดทงสองขางลบกนแลวพลอตกราฟ 61
8. การพสจนผล 62
ฌ
สารบญ (ตอ)
บทท หนา
4. การทดสอบ และวเคราะหผล 78
1. การวเคราะหผลจากกราฟฮสโตแกรม 78
2. สรปผลการวเคราะห 108
3. การประเมนประสทธภาพของระบบ 109
5. สรปผลการวจย 117
สรปผลการวจย 117
ขอเสนอแนะ 118
แนวทางในการพฒนาตอไปในอนาคต 119
ขอจากดของงานวจย 119
บรรณานกรม 120
ภาคผนวก 124
ประวตผวจย 136
ผลงานวจยทตพมพเผยแพร 137
ญ
สารบญตาราง
ตารางท หนา
2.1 สรปลาดบขนตอนทใชปรบปรงคณภาพของภาพเอกซเรยทรวงอก 24
2.2 แสดงขนาดของรงสกบอาการเจบปวยทปรากฏ 38
2.3 แสดงขดจากดขนาดของรงสข นพนฐานสาหรบบคคล 38
2.4 เปรยบเทยบความเสยงตอการเกดโรคมะเมงจากการใชรงสเอกซเรยในการตรวจ
อวยวะสวนตางๆของรางกาย 39
2.5 แสดงเลขอะตอม และความหนาแนนของวตถ ทปรากฏใน Film 45
2.6 เปรยบเทยบ ราคา เวลาในการตรวจ และเวลาในการวนจฉยโรคปอด
ของแตละวธ 53
3.1 แสดงคา Difference ของคา Histogram ของรปท 3.7
ซงใชเปนคา Th สาหรบใชเปรยบเทยบ 67
3.2 แสดงคา Difference ของคา Histogram ของรปท 3.8 68
3.3 แสดงคา COG ของรปท 3.8 69
3.4 ตารางเปรยบเทยบคา Mean Square Error 78
4.1 บนทกผลการทดสอบเพอประเมนประสทธภาพของระบบ 112
5.1 แสดงการเปรยบเทยบผลการทดลองของวธทนาเสนอกบผลตรวจของ
แพทยผเชยวชาญ 118
ฎ
สารบญแผนภม
แผนภมท หนา
1.1 แสดงอตราประชากรทเสยชวตจากโรคปอดบวมและโรคปอดอนๆ
ตงแตป 2546 – 2550 1
สารบญแผนภาพ
แผนภาพท หนา
2.1 ขนตอนแรกกอนการประมวลผลภาพตนฉบบ 12
2.2 การใชวธแบบรวดเรว 13
2.3 การจดเกบและอพเดทขอมล 17
3.1 ไดอะแกรมวธการและขนตอนการทางานของระบบ 60
สารบญภาพ
ภาพท หนา
1.1 ปญหาของระบบเกา คนไขตองใชเวลารอถง 1 อาทตยเพอรอผลการคดกรอง
จากแพทยคดกรอง 3
2.1 รป X-ray CT 6
2.2 รปกราฟฮสโตแกรมจากรป X-ray CT 7
2.3 รปหลงจากทา ไบนาร และการทาฟลเตอร 7
2.4 การทา Equalization จากฮสโตแกรม 8
2.5 ภาพขอบเขตของปอดสวนบน 8
2.6 ภาพขอบเขตปอดสวนกลาง ในสามภาพ 9
2.7 ภาพขอบเขตปอดสวนกลางรองลงมา ในสามภาพ 9
2.8 ภาพขอบเขตปอดสวนกลาง สวนสดทาย ในสามภาพ 10
2.9 รปขอบเขตของปอดทงสองขางทเชอมกน 10
2.10 รปสวนของหลอดลมสดาทอยใกลๆ กบปอด 11
2.11 กราฟฮสโตแกรมทใชในการวเคราะห 12
2.12 การใชวธแยกสวนภาพปอด 14
2.13 (A) ภาพเอกซเรย (B) กราฟฮสโตแกรมของภาพเอกซเรย 15
2.14 รปกอนและหลงการทา CLAHE 15
2.15 กราฟฮสโตแรกมจากการทา CLAHE ขนาด 16x16 16
2.16 จดสงเกตทบอกความแตกตางในภาพ 16
2.17 เปรยบเทยบการหาความสอดคลองดวยวธ SIFT local 18
2.18 เปรยบเทยบภาพสวนของรปรางปอดทผดรป 18
2.19 ภาพกอนและหลงการ Training 19
2.20 ภาพเปรยบเทยบหลงจากการ Training มากขน 20
2.21 ภาพเปรยบเทยบการ Training ในจานวนครงทแตกตาง 20
2.22 รปกราฟความถสะสมของภาพทงสองประเภท 21
สารบญภาพ (ตอ)
ภาพท หนา
2.23 ภาพตนฉบบ และภาพทปรบปรงคณภาพ บนพนฐาน
RBE: Region Based Enhancement 22
2.24 ภาพตนฉบบ และภาพทปรบปรงคณภาพของภาพบนพนฐาน
EVMFS: Enhancement Based on Visual Model Using the Concept
of Fuzzy Set 22
2.25 ภาพตนฉบบ และภาพทปรบปรงคณภาพของภาพบนพนฐาน 23
AASIE: Automatic Anatomically Selective Image Enhancement
2.26 ภาพตนฉบบ และภาพทปรบปรงคณภาพของภาพบนบนพนฐาน 23
FCE: Fuzzy Method of Contrast Enhancement 23
2.27 ภาพแตละสวนของจากการทา CT scan 25
2.28 การปรบ Threshold ของภาพระดบทแตกตางกน 26
2.29 แสดงความแตกตางของขอบเขต ภาพนอกภาพ 27
2.30 ปอดและอวยวะตางๆ ทอยบรเวณใกลปอด 29
2.31 กายวภาคของปอด 30
2.32 ลกษณะกายวภาคทรวงอก และภาพเอกซเรยปอด 31
2.33 อนภาคแอลฟาประกอบดวยโปรตอน 2 อนภาคกบนวตรอน 2 อนภาค 33
2.34 พอโลเนยม-210 ซงไมเสถยร มอตราสวนนวตรอนตอโปรตอนเทากบ 1.5
เมอสลายใหอนภาคแอลฟาและแปรธาตเปนตะกว-206 ซงเสถยรมอตราสวน
นวตรอนตอโปรตอนเพมขน 34
2.35 รงสแอลฟามการทะลทะลวงตาทสด 34
2.36 รปเอกซเรยท วลเฮม คอนราด เรนทเกน (Wilhelm Conrad Roentgen)
ถายภาพรงสจากมอภรรยาของเขา 40
2.37 การถายภาพ Chest X-RAY และภาพเอกซเรยทได 43
2.38 แสดงตวอยางตาแหนงของส ของวตถแบบตางๆ ทมองเหนบนภาพเอกซเรย 44
2.39 ตวอยางลกษณะเครอง CT SCAN 45
2.40 ตวอยางภาพ จากการทา CT SCAN 46
ฑ
สารบญภาพ (ตอ)
ภาพท หนา
2.41 ตวอยางเครอง Multiple Resonance Imaging (MRI) 48
2.42 รปตวอยางอวยวะสวนตางๆของรางกาย จากการตรวจดวยวธ MRI 52
2.43 ตวอยางภาพทนาไปประยกตใชในการประมวลผลภาพ 53
2.44 ระบบส Grayscale
2.45 ตวอยางภาพทางการแพทย และการประมวลผลภาพดวยวธแบงสวน 57
3.1 ปอดทปกต และภาพปอดทผดปกต 61
3.2 การกาหนดจดเพอทา Active Contour by Snake 61
3.3 สวนเฉพาะปอด หลงจากกาหนดจด X Y 62
3.4 กอนและหลงการแปลงภาพจาก RGB เปนภาพ Gray 63
3.5 แสดงผลการหาคา Histogram ของปอดปกต 63
3.6 แสดงผลการหาคา Histogram ของปอดผดปกต 64
3.7 ภาพกราฟตวอยางการกาหนดจดจากกราฟฮสโตแกรม 65
3.8 รปตวอยางการพลอตกราฟปอดทงสองขางเปรยบเทยบกน 65
3.9 รปตวอยางการพลอตกราฟคาความตางของปอดทงสองขาง 66
3.10 รปเอกซเรยทรวงอกของภาพปอดปกตทใชในการทดสอบ 67
3.11 ภาพปอดผดปกต ซงใหคาความแตกตางใกลเคยงปอดปกต 68
3.12 แสดงความแตกตางของภาพ Histogram ของรปท 3.7 69
3.13 การดการเกาะกลมของขอมล Histogram 70
3.14 การดการเกาะกลมของขอมล COG จากคา Histogram ยกกาลงสอง 70
3.15 การหาการเกาะกลมของขอมล COG ยกกาลงสอง 71
3.16 การหาการเกาะกลมของขอมล Histogram ยกกาลงสอง 71
3.17 ภาพเฉพาะสวนของปอดปกต ขาว-ดา จากรปปอดปกตท 3.1 72
3.18 กราฟฮสโตแกรมของปอดผดปกตจากรปท 3.11 ทใชทดสอบ 73
3.19 กราฟจากการกาหนดจดจานวน 10 จด 73
3.20 กราฟหลงจากนาขอมล 10 จดมาพลอตเปรยบเทยบกน 74
3.21 กราฟจากการกาหนดจดจานวน 25 จด 74
ฒ
สารบญภาพ (ตอ)
ภาพท หนา
3.22 กราฟหลงจากนาขอมล 25 จดมาพลอตเปรยบเทยบกน 74
3.23 กราฟจากการกาหนดจดจานวน 51 จด 75
3.24 กราฟหลงจากนาขอมล 51 จดมาพลอตเปรยบเทยบกน 75
3.25 กราฟจากการกาหนดจดจานวน 128 จด 76
3.26 กราฟหลงจากนาขอมล 128 จดมาพลอตเปรยบเทยบกน 76
3.27 แสดงตวอยางการหาคาเฉลยกราฟฮสโตแกรมจากชวงขอมล 79
3.28 แสดงกราฟของการกาหนดจดหาคาจากกราฟ Histogram ของปอดสองขาง
จากรปท 3.11 (Abnormal) 80
3.29 กราฟแสดงคาความตางของขอมลปอดทงสองขางจากรปท 3.11 80
3.30 แสดงกราฟของการกาหนดจดหาคาจากกราฟ Histogram ของปอดสองขาง
จากรปท 3.10 (Normal) 81
3.31 กราฟแสดงคาความตางของขอมลปอดทงสองขางจากรปท 3.10 81
4.1 แสดงคา Histogram ของภาพปอดปกตทงสองขาง 82
4.2 แสดงคา Histogram ของภาพปอดผดปกต 82
4.3 กราฟของรปตวอยางท 1 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 84
4.4 กราฟของรปตวอยางท 1 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 84
4.5 กราฟของรปตวอยางท 2 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 85
4.6 กราฟของรปตวอยางท 2 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 85
4.7 กราฟของรปตวอยางท 3 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 85
4.8 กราฟของรปตวอยางท 3 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 86
4.9 กราฟของรปตวอยางท 4 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 86
4.10 กราฟของรปตวอยางท 4 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 86
4.11 กราฟของรปตวอยางท 5 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 87
4.12 กราฟของรปตวอยางท 5 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 87
4.13 กราฟของรปตวอยางท 6 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 87
4.14 กราฟของรปตวอยางท 6 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 88
4.15 กราฟของรปตวอยางท 7 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 88
ณ
สารบญภาพ (ตอ)
ภาพท หนา
4.16 กราฟของรปตวอยางท 7 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 88
4.17 กราฟของรปตวอยางท 8 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 89
4.18 กราฟของรปตวอยางท 8 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 89
4.19 กราฟของรปตวอยางท 9 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 89
4.20 กราฟของรปตวอยางท 9 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 90
4.21 กราฟของรปตวอยางท 10 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 90
4.22 กราฟของรปตวอยางท 10 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 90
4.23 กราฟของรปตวอยางท 11 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 91
4.24 กราฟของรปตวอยางท 11 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 91
4.25 กราฟของรปตวอยางท 12 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 91
4.26 กราฟของรปตวอยางท 12 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 92
4.27 กราฟของรปตวอยางท 13 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 92
4.28 กราฟของรปตวอยางท 13 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 92
4.29 กราฟของรปตวอยางท 14 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 93
4.30 กราฟของรปตวอยางท 14 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 93
4.31 กราฟของรปตวอยางท 15 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 93
4.32 กราฟของรปตวอยางท 15 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 94
4.33 กราฟของรปตวอยางท 16 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 94
4.34 กราฟของรปตวอยางท 16 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 94
4.35 กราฟของรปตวอยางท 17 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 95
4.36 กราฟของรปตวอยางท 17 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 95
4.37 กราฟของรปตวอยางท 18 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 95
4.38 กราฟของรปตวอยางท 18 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 96
4.39 กราฟของรปตวอยางท 19 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 96
4.40 กราฟของรปตวอยางท 19 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 96
4.41 กราฟของรปตวอยางท 20 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 97
4.42 กราฟของรปตวอยางท 20 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 97
ด
สารบญภาพ (ตอ)
ภาพท หนา
4.43 กราฟของรปตวอยางท 1 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 98
4.44 กราฟของรปตวอยางท 1 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 99
4.45 กราฟของรปตวอยางท 2 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 99
4.46 กราฟของรปตวอยางท 2 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 99
4.47 กราฟของรปตวอยางท 3 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 100
4.48 กราฟของรปตวอยางท 3 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 100
4.49 กราฟของรปตวอยางท 4 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 100
4.50 กราฟของรปตวอยางท 4 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 101
4.51 กราฟของรปตวอยางท 5 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 101
4.52 กราฟของรปตวอยางท 5 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 101
4.53 กราฟของรปตวอยางท 6 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 102
4.54 กราฟของรปตวอยางท 6 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 102
4.55 กราฟของรปตวอยางท 7 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 102
4.56 กราฟของรปตวอยางท 7 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 103
4.57 กราฟของรปตวอยางท 8 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 103
4.58 กราฟของรปตวอยางท 8 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 103
4.59 กราฟ ของรปตวอยางท 9 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 104
4.60 กราฟของรปตวอยางท 9 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 104
4.61 กราฟของรปตวอยางท 10 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 104
4.62 กราฟของรปตวอยางท 10 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 105
4.63 กราฟของรปตวอยางท 11 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 105
4.64 กราฟของรปตวอยางท 11 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 105
4.65 กราฟของรปตวอยางท 12 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 106
4.66 กราฟของรปตวอยางท 12 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 106
4.67 กราฟของรปตวอยางท 13 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 106
4.68 กราฟของรปตวอยางท 13 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 107
4.69 กราฟของรปตวอยางท 14 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 107
ต
สารบญภาพ (ตอ)
ภาพท หนา
4.70 กราฟของรปตวอยางท 14 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 107
4.71 กราฟของรปตวอยางท 15 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 108
4.72 กราฟของรปตวอยางท 15 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 108
4.73 กราฟของรปตวอยางท 16 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 108
4.74 กราฟของรปตวอยางท 16 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 109
4.75 กราฟของรปตวอยางท 17 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 109
4.76 กราฟของรปตวอยางท 17 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 109
4.77 กราฟของรปตวอยางท 18 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 110
4.78 กราฟของรปตวอยางท 18 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 110
4.79 กราฟของรปตวอยางท 19 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 110
4.80 กราฟของรปตวอยางท 19 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 111
4.81 กราฟของรปตวอยางท 20 รปกราฟของปอดขางซายและขวา 111
4.82 กราฟของรปตวอยางท 20 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา 111
บทท 1
บทนา
ทมาและความสาคญ
โรคทเกดขนกบบรเวณทรวงอก ยงเปนปจจยเสยงสาคญของการเจบปวยและการ
สญเสยชวต ในแตละปเปนจานวนมากในประเทศไทย เฉพาะโรคทเกยวกบปอดนนในอดตม
ผเสยชวตเปนจานวนมาก จากกราฟแสดงอตราประชากรทเสยชวตจากโรคปอดบวมและโรค
ปอดอนๆ ตงแตป 2546 – 2550 กลมภารกจดานขอมลขาวสารและสารสนเทศสขภาพ สานก
นโยบาย และยทธศาสตร สานกนโยบายและยทธศาสตร สานกงานปลดกระทรวงสาธารณสข
ซงยงมโรคอนๆอกหลายโรคทเกดกบปอดและในบรเวณทรวงอก ทเปนปจจยเสยงสาคญทเปน
อนตรายตอชวต และตอการดารงชวตของประชาชนในประเทศ
แผนภมภาพท 1.1 แสดงอตราประชากรทเสยชวตจากโรคปอดบวมและโรคปอดอนๆ
ตงแตป 2546 – 2550
ทมา: กลมภารกจดานขอมลขาวสารและสารสนเทศสขภาพ สานกนโยบาย และยทธศาสตร
สานกนโยบายและยทธศาสตร สานกงานปลดกระทรวงสาธารณสข
2
การถายภาพ Chest X-ray เปนขนตอนเบองตนในการตรวจหาสาเหตความผดปกต
ของอวยวะในรางกายบรเวณทรวงอก เชน โรคมะเรง, วณโรค, หนองในปอด, นาทวมปอด ฯลฯ
ซงเปนวธหนงททางโรงพยาบาลมใหบรการแทบทกแหง เนองจากขนตอนทสะดวกรวดเรว
คาใชจายแตละครงไมแพงมาก ราคาเครองมออปกรณมราคาถกกวาการตรวจดวยวธอน อยาง
CT-SCAN (Computed Tomography Scan) หรอ MRI (Magnetic resonance imaging) และ
การถายภาพ Chest X-ray กสามารถแสดงถงโครงสราง อวยวะภายในรางกายบรเวณทรวงอก
ไดเปนอยางด
การอานผลฟลม Chest X-ray แพทยจะนาภาพ Chest X-ray มาดประกอบการ
วนจฉยโรคของผปวย โดยการนาฟลม Chest X-ray มาดโดยสวนมากใชแสงฟออเรสเซนสสอง
ทางดานหลงฟลมเอกซเรยเพอใหมองเหนรายละเอยดบนฟลมซงตองใชความชานาญของ
แพทยเองในการสงเกตหาความผดปกตของปอด แตจากความชดของรายละเอยดบนฟลม
เอกซเรยของคนไขแตละคนไมเทากนเนองจากการปรบคารงส X ของเจาหนาทรงสเทคนคม
ความชานาญ ทตางกน หรอจากสรระคนไขเองเชน อวน, ผอม ทาใหในคนไขบางรายฟลม
เอกซเรยทผานการลางออกมาแสดงรายละเอยดไดไมชดเจนเทาทควร แพทยตองใชเทคนค
พเศษชวย ดวยการเปลยนจากแสงฟออเรสเซนสเปนแสงชนดอนทใหความสวาง และความเขม
แสงทสงมากยงขนเพอทแพทยจะไดสามารถสงเกต หรอมองเหนรายละเอยดของฟลมเอกซเรย
ไดดย งขน ขนตอนนตองใชความสามารถเฉพาะ และทกษะของแพทยเองในการวนจฉยโรคซง
ใชเวลาพอสมควรในขนตอนน เพอหาความผดปกตของอวยวะบรเวรทรวงอกมาใชประกอบการ
วนจฉยโรค
ปญหาของแพทยในโรงพยาบาลขนาดใหญทม ผท เขามาใชบรการเปนจานวนมากในแต
ละวนอยางหนงคอการรอผลอานฟลมเอกซเรย ของผทเขามารบการตรวจ แพทยจะคดกรอง
ผปวยทพบความผดปกต เพอคดแยกสงไปรกษาตามแผนกตางๆ แตจากจานวน ของผทเขามา
รบการตรวจในแตละวนมจานวนมากจงเกดความลาชาในขนตอนการตรวจและรอผล Chest X-
ray ทาใหของผทเขามารบการตรวจ เกดความลาชาทจะไดรบการรกษาจากแพทยเฉพาะทาง
นานยงขนอาจตองใชเวลานานถง 1 อาทตยเพอทจะกลบมาฟงผลการคดกรองอกครง
จากงานวจยทผานมามความพยายามทตองการหาความผดปกตของภาพปอดจากภาพ
X-ray และ CT SCAN ทมข นตอนมากมาย และยงใชเวลามากกวา แตยงไมมงานใดทใชวธการ
นาภาพ Chest X-ray มาหาคา Histogram เพอกาหนด Pattern ของปอดทปกตและปอดท
ผดปกต งานวจยนจะไดนาเสนอวธทชวยเหลอในการแกไขปญหาจากความลาชาดงกลาว เพอ
เพมความสะดวกรวดเรวในการคดกรองผปวยทเขามารกษาในโรงพยาบาล ชวยลดภาระของ
แพทยในการอานผลฟลมเอกซเรย ทาใหผปวยไดรบการรกษาจากแพทยเฉพาะทางไดเรว
ยงขน
3
รปท 1.1 ปญหาของระบบเกา คนไขตองใชเวลารอถง 1 อาทตยเพอรอผลการคดกรอง
จากแพทยคดกรอง (แพทยรงส)
วตถประสงคการทาวจย
1. เพอศกษาแนวทางและวธการ ในการแกไขปญหาการคดกรองผปวย และชวยลด
ภาระงานแพทยคดกรองในโรงพยาบาลขนาดใหญ
2. เพอศกษาการประมวลผลภาพ และวเคราะหภาพถาย Chest-XRAY เพอใหทราบ
ถงความผดปกตของปอดในเบองตน
ทฤษฎหรอแนวความคดทใชในงานวจย
จากความรทางการแพทย ววฒนา ถนอมเกยรต พ.บ.(2546) พญ. สวธนา นนทะสต .
(2550) รศ.นพ.วรฬห ขาวปรสทธ พบ. (2542) ซงมระบไววาปอดทปกตจะมลกษณะความ
สมดลกนของปอดทงสองขางทงในดานขนาด ตาแหนง ลกษณะของส และความสมดลของส
ดงน
1. ตาแหนง
1.1 ดานบนสด อยเหนอไหปลารา ชดซโครงดานบน
1.2 ดานขางตดกบซโครงพอด ไมมชองวาง
1.3 ดานลางตดกะบงลม
1.4 กะบงลมดานขวาสงกวาดานซายเลกนอย(ไมเกนซโครงหนงชอง)
1.5 ตรงกลางดานลางมหวใจอยเยองไปทางซายเลกนอย
4
2. ลกษณะส
2.1 โดยทวไปของปอดจะมสขาวดานในเปนเสนเลกๆ กระจายตวกนเสมอกนทว
ปอด
2.2 สขาวโดยทวไป ดไมราบ ชดจนเกนไป
2.3 ปอดสไมดาสนท
2.4 ไมมสขาวเปนกลมกอน หรอขาวมากเกนไป
2.5 การเดนเสนของสขาว ไมเปนเสนตรงในแนวระนาบ หรอแนวขนาน
2.6 เสนสขาว จะเดนจากบนลงลาง แลวกระจายตวไปทวปอด จากเสนใหญไป
เลก
2.7 ปอดทงสองขางจะม ขนาด และสใกลเคยงกน
ขอบเขตการทาวจย
1. ศกษาปญหาจากกระบวนการคดกรองผปวยในโรงพยาบาลขนาดใหญ
2. ศกษาการอาน และการแปรผลภาพถาย Chest X-RAY
3. นาความรทางการแพทยมาเปนเกณฑในการพฒนาระบบ
4. เขยนโปรแกรม Matlab เพอใชในการประมวลผลภาพ Chest X-RAY
5. การวเคราะหและประมวลผลขอมลจากภาพ Chest X-RAY ทได เพอสรปผล และ
กาหนด Pattern ของปอดปกต และปอดผดปกต
ขนตอนการทาวจย
1. ศกษากระบวนการทางาน ขนตอนการคดกรองผปวยในโรงพยาบาลขนาดใหญ
2. ศกษาปญหา และแนวทางในการแกไขปญหาของการคดกรองผปวยใน
โรงพยาบาลขนาดใหญ
3. ศกษาขอมลทางการแพทยทเกยวกบอวยวะบรเวณทรวงอก
4. ศกษาลกษณะของโรคปอดตางๆจากภาพถาย Chest X-RAY
5. ศกษาการอาน และการแปรผลภาพถาย Chest X-RAY
6. ศกษาการประมวลผลภาพ Chest X-RAY และเขยนโปรแกรม Matlab
7. ตดตอหาขอมลภาพ Chest X-RAY เพอเปนขอมลในการทาวจย
8. ประมวลผลภาพ Chest X-RAY เพอทดสอบระบบ และเกบเปนขอมลในการทา
วจย
5
9. วเคราะหและประมวลผลขอมลภาพทได เพอหาขอสรปและกาหนด Pattern ของ
ปอดปกต และปอดผดปกต
ประโยชนทคาดวาจะไดรบ
1. ชวยลดปญหาความลาชาในการรอผลคดกรองของคนไขในโรงพยาบาลขนาดใหญ
2. ชวยลดภาระหนาทของแพทยคดกรองในโรงพยาบาลขนาดใหญ
3. ชวยเพมความสะดวกรวดเรวในการคดกรองผปวย
4. ชวยใหผปวยไดพบแพทยเฉพาะทางเพอรบการรกษาไดรวดเรวมากยงขน
5. เปนการเพมองคความรใหมในการวเคราะหหาความผดปกตของปอดจาก การนา
ความรทางการแพทย และการประมวลผลภาพเพอวเคราะหคา Histogram จากภาพถาย
Chest X-RAY
โครงสรางงานวจย
เนอหาแบงออกไดเปน 5 บท แตละบทจะกลาวถงขนตอน กระบวนการทงหมดของการ
ทาวจย เรม ตนบทท 1 กลาวถงทมาและความสาคญของงานวจย วตถประสงค ทฤษฎหรอ
แนวความคดทใชในงานวจย ขอบเขต ขนตอน และประโยชนทคาดวาจะไดรบจากงานวจย บท
ท 2 ขอมลการทา งานวจย และทฤษฎทเกยวของ กลาวเกยวกบงานวจย ทผานมา ทฤษฎท
เกยวของในการออกแบบ แกปญหาจากงานวจยทผานมา และนาทฤษฎ ความรอนๆมาใชใน
การพฒนาระบบทนาเสนอ บทท 3 การวเคราะห และการออกแบบระบบในการประมวลผลภาพ
Chest X-RAY เพอนาขอมลทไดมาใชในการวเคราะหหาความผดปกตของปอด บทท 4 การ
ทดสอบ และวเคราะหผลการวจย กลาวถงขนตอนการเปรยบเทยบความถกตองของการทางาน
ของระบบโดยใชตวอยางจากภาพ Chest X-RAY มาใชในการทดสอบ นาผลทได มาพลอต
กราฟเพอหาลกษณะเฉพาะของปอดปกต เปรยบเทยบความ ถกตองกบผลตรวจของแพทย
ผชานาญการเพอหาคาประสทธภาพความถกตองของระบบ และบทท 5 สรปผลการวจย รวมทง
ขอเสนอแนะของงานวจยในการแกไข ขอจากดของงานวจย และการพฒนาตอไปในอนาคต
6
บทท 2
งานวจย และทฤษฎทเกยวของ
งานวจยทเกยวของ
งานวจยทผานมาจดเปนสามกลมไดแก กลมทหาขอบเขตของปอด, กลมทชวยในการ
ปรบปรงคณภาพของภาพ X-ray, และกลมสดทายคอกลมในการวเคราะหผล ซงทงหมดจะใช
ขอมลจากภาพ Chest X-ray และภาพ CT โดยแตละกลมจะมการใชวธทแตกตางกนดงน
1. กลมแรก
1.1 การหาขอบเขตของปอด ทอยบรเวณทรวงอกจากภาพ X-ray CT โดยใช
ขอมลทวไปของตาแหนงและโครงสรางของปอด โดยการวเคราะหตความหมายจาก Histogram
José Silvestre Silva, Augusto Silva, and Beatriz Sousa Santos. (2000) ควบคกบการ
พจารณารปรางการขนสจดสงสดจากรปรางของฮสโตแกรม กบโครงสรางของปอด เขา
ประยกตใชการกรองสงทไมตองการซงอาจจะเปนผลกระทบทมาจากหลอดเลอดในปอด วธการ
ทนามาประยกตใชโดยการนาภาพ X-ray CT มากกวาสองภาพทมความผดปกตของผปวยมา
ทดสอบซาๆ
รปท 2.1 รป X-ray CT
ทมา: José Silvestre Silva, Augusto Silva, and Beatriz Sousa Santos. (2000)
7
รปท 2.1 รป X-ray CT ตวอยางบางสวนทใชในการทดสอบ จากจานวนหลายรปของ
ทงหมดทนามาทาการทดสอบ ซงภาพ X-ray CT แตละชดนนมจานวนทไมแนนอน
รปท 2.2 รปกราฟฮสโตแกรมจากรป X-ray CT
ทมา: José Silvestre Silva, Augusto Silva, and Beatriz Sousa Santos. (2000)
รปท 2.2 นาภาพ X-ray CT จากรปท 2.1 มาหาคาฮสโตแกรมเพอดความสอดคลอง
ของทงสองภาพ
(ก) (ข)
รปท 2.3 รปหลงจากทา ไบนาร และการทาฟลเตอร
ทมา: José Silvestre Silva, Augusto Silva, and Beatriz Sousa Santos. (2000)
รปท 2.3 (ก) เปนภาพหลงจากทผานขนตอนการทาภาพไบนาร และรป (ข ) เปนภาพท
ไดจากการทาฟลเตอรมาแลว ซงทาใหเหนสวนทเปนบรเวณปอดชดเจนขน
8
รปท 2.4 การทา Equalization จากฮสโตแกรม
ทมา: José Silvestre Silva, Augusto Silva, and Beatriz Sousa Santos. (2000)
จากรปท 2.4 หลงจากนาภาพทตองการไปผานขนตอนการทา Equalization ของคา ฮส
โตแกรมทาใหใหมองเหนโครงสรางของปอดภายในไดชดเจนมากยงขน นอกจากนนยงทาให
เหนสวนของขอบเขตปอดไดอกดวย และจะใชวธนกบภาพอนๆ ในภาพปอดชดเดยวกน
รปท 2.5 ภาพขอบเขตของปอดสวนบน
ทมา: José Silvestre Silva, Augusto Silva, and Beatriz Sousa Santos. (2000)
9
รปท 2.6 ภาพขอบเขตปอดสวนกลาง ในสามภาพ
ทมา: José Silvestre Silva, Augusto Silva, and Beatriz Sousa Santos. (2000)
รปท 2.7 ภาพขอบเขตปอดสวนกลางรองลงมา ในสามภาพ
ทมา: José Silvestre Silva, Augusto Silva, and Beatriz Sousa Santos. (2000)
10
รปท 2.8 ภาพขอบเขตปอดสวนกลาง สวนสดทาย ในสามภาพ
ทมา: José Silvestre Silva, Augusto Silva, and Beatriz Sousa Santos. (2000)
รปท 2.9 รปขอบเขตของปอดทงสองขางทเชอมกน
ทมา: José Silvestre Silva, Augusto Silva, and Beatriz Sousa Santos. (2000)
11
รปท 2.10 รปสวนของหลอดลมสดาทอยใกลๆ กบปอด
ทมา: José Silvestre Silva, Augusto Silva, and Beatriz Sousa Santos. (2000)
จากวธการดงกลาวตองใชภาพหลายภาพมาชวยในการหาขอบเขตสวนของปอดจาก
ภาพ X-ray CT จากการนาภาพจากตาแหนงตางๆของปอดมาหาขอบเขตของปอดจากวธการท
ผานมาทาใหมองเหนภาพของขอบเขตปอดจากตาแหนงทแตกตางกนได และในบทความยง
บอกถงปญหาของวธการนวายงไมสามารถจดการกบภาพขอบเขตของปอดทงสองขางให
เชอมตอกนไดจากการนาภาพขอบเขตของปอดทงสองจากภาพเดยวกนจากรปท 2.9 ปญหา
ตอมาคอการจดการกบสงแปลกปลอมทรวมอยจากการคนหาขอบเขตขอบปอด ทอยใกลๆ กบ
ปอด เชนหลอดลม จากรปท 2.10 วธการทงหมดนใชทงหมด 90 ตวอยางภาพ จากคนไข 3 คน
1.2 การแบงสวนขอบเขตของปอดจากภาพ X-ray CT แบบอตโนมต José
Silvestre Silva, Augusto Silva, and Beatriz Sousa Santos. (2000) ใชเทคนคการ
ประมวลผลภาพโดยอาศย Intensity และสงเกตคาพคสงสด ตาสดของคา Histogram ควบคกบ
การดกลมของอวยวะในบรเวณทรวงอก ของภาพ X-ray CT ขนตอนตอมาเปนการดโครงสราง
ของปอดโดยการกรองสงแปลกปลอมทไมใชสวนทตองการแลวลบออก วธตอมาเปนการคนหา
โดยใชเทคนค Active Contour ประยกต เขามาชวย ดแตละสวนของปอด โดยนาผลทไดมา
เปรยบเทยบกบผเชยวชาญทางรงส 2 คน
12
รปท 2.11 กราฟฮสโตแกรมทใชในการวเคราะห
ทมา: José Silvestre Silva, Augusto Silva, and Beatriz Sousa Santos. (2000)
กราฟฮสโตแกรมแสดงจดสงสดของกราฟหลายๆจด ซงแตละจดมความสอดคลองกบ
กลมของอวยวะเพอหาสวนของปอดทแทจรง ความผนแปรและความหนาแนนมความสมพนธ
กนกบเนอเยอทประกอบไปดวยพนทของปอด จากภาพไดพลงงานสงสดคอคา P เปนจดทม
ความสอดคลองกน 5% ของจดสงสดจากกราฟฮสโตแกรม
แผนภาพท 2.1 ขนตอนแรกกอนการประมวลผลภาพตนฉบบ
ทมา: José Silvestre Silva, Augusto Silva, and Beatriz Sousa Santos. (2000)
13
จากแผนภาพท 2.1 เปนขนตอนกอนนาภาพตนฉบบไปประมวลผล โดยการปรบภาพ
จาก 12 บต เปน 8 บต
แผนภาพท 2.2 การใชวธแบบรวดเรว
ทมา: José Silvestre Silva, Augusto Silva, and Beatriz Sousa Santos. (2000)
จากแผนภาพท 2.2 เปนการใชวธแบบรวดเรวโดยนาภาพ 8 บตทไดมาทาการปรบให
ฮสโตแกรมมความราบเรยบกอนทจะนาไปหา Threshold แลวเปลยนเปนภาพไบนารกอนทจะ
ไปสการหาเสนขอบ
14
รปท 2.12 การใชวธแยกสวนภาพปอด
ทมา: José Silvestre Silva, Augusto Silva, and Beatriz Sousa Santos. (2000)
จากรปท 2.12 เปนภาพจดกงกลางของอวยวะปอดแตละกลมทไดจากจดตดของเสนทม
ความสมพนธกน กบความราบเรยบของภาพทไดจากการฉายรงส แปลงเปนเสนทมคาสงสด
นามากาหนดสวนทงสองแลวนาไปหาเสนของตอไป
วธสดทายโดยนาภาพมาทาการหาเสนขอบจากโปรแกรม Matlab by Snake เลย จาก
การทดลองทงหมดใชตวอยางภาพ 250 ภาพ จากคนไข 6 คน
จากวธการทงสามอยางมความแตกตางของขนทสอง กอนจะนาไปหาเสนขอบนอกจาก
วธทสามทหลงจากไดภาพ 8 บตแลวกใชการหาเสนขอบเลย ซงผลทไดแตละวธกใหความ
ถกตองแตกตางกน ในบทความนผลการทดสอบทไดมขอจากดของแตละวธการซงวธแรกนนใช
การวเคราะหฮสโตแกรม มเครองมอหลกคอการปรบความราบเรยบของฮสโตแกรมเขามาชวย
ทาใหมผลตอความรวดเรวในการวเคราะห
สวนวธทสอง ใชวธแยกสวนของปอดโดยมขอจากดของจดในการวเคราะหฮสโตแกรม
ซงเปนผลมาจากการแปลงคาการฉายรงสทกระจาย จากการประมาณของจดกงกลางของกลม
ปอดแตละขาง นอกจากนนโครงสรางกเปนเครองมอในการระบปอดขางซายและขวา ยงไปกวา
นนสงทปรากฏสามารถรวมเขากบขอบเขตได
วธสดทาย การหาเสนขอบดวย เปนวธทไดผลดทสดจากภาพสวนใหญ แตอยางไรกดม
ขอจากดของลกษณะทางธรรมชาต ยงไปกวานนคอนขางใชเวลามาก
2. กลมทสอง
2.1 กลมของการปรบปรงคณภาพของภาพ Chest X-ray ดวยการปรบระดบ
คาพลงงานในภาพใหเทากน เพอชวยในการมองเหนรายละเอยดของภาพใหดยงขน FAST
15
ALGORITHM FOR ENHANCEMENT OF X-RAY IMAGES USING RECURSIVE
ADAPTIVE HISTOGRAM EQUALIZATION
(ก) (ข)
รปท 2.13 (ก) ภาพเอกซเรย (ข) กราฟฮสโตแกรมของภาพเอกซเรย
ทมา: FAST ALGORITHM FOR ENHANCEMENT OF X-RAY IMAGES USING
RECURSIVE ADAPTIVE HISTOGRAM EQUALIZATION
จากรปท 2.13 (ก) คอภาพเอกซเรยตนฉบบ (ข) คอภาพกราฟฮสโตแกรมทได
(ก) (ข)
(ค) (ง)
รปท 2.14 รปกอนและหลงการทา CLAHE
ทมา: FAST ALGORITHM FOR ENHANCEMENT OF X-RAY IMAGES USING
RECURSIVE ADAPTIVE HISTOGRAM EQUALIZATION
16
รปท 2.15 กราฟฮสโตแรกมจากการทา CLAHE ขนาด 16x16
ทมา: FAST ALGORITHM FOR ENHANCEMENT OF X-RAY IMAGES USING
RECURSIVE ADAPTIVE HISTOGRAM EQUALIZATION
จากรปท 2.14 (ก) เปนภาพตนฉบบ (ข) เปนภาพทผานาการทา CLAHE (ค) เปนภาพ
การทา CLAHE ขนาด 16x16 และ (ง) เปนภาพหลงจากการทา CLAHE ขนาด 32x32 ซงจะ
เหนไดวาหลงจากการทา CLAHE รายละเอยดภายในภาพเปลยนไป ซงจากการทดลองการ
CLAHE ขนาด 16x16 สามารถแสดงรายละเอยดภาพไดดทสด และรปท 2.15 เปนกราฟฮสโต
แกรมทไดจากการทา CLAHE ขนาด 16x16
3. กลมทสาม
3.1 การหาขอบเขตภาพปอดและนามาเกบไวเปนสถตเพอใชในการวเคราะห
หาความผดปกตของปอดจากภาพ Chest X-ray Yonghong Shi, Feihu Qi, Zhong Xue, Liya
Chen, Kyoko Ito, Hidenori Matsuo, and Dinggang Shen. (2008) โดยใชพนฐานจากกลม
ตวอยางทได และจากรปราง ขอบเขตจากสวนของปอดจากภาพเอกซเรยทรวงอก จะหา
ขอบเขตภาพของสวนปอด แตไมรวมสวนทมอวยวะหวใจรวมอยดวย
รปท 2.16 จดสงเกตทบอกความแตกตางในภาพ
ทมา: Yonghong Shi, Feihu Qi, Zhong Xue, Liya Chen, Kyoko Ito, Hidenori Matsuo, and
Dinggang Shen. (2008)
17
จากรปท 2.16 ทหวลกศรแสดงใหเหนถงเสนลกษณะเดนทไมสมาเสมอตามแนวขวาง
ของภาพซงมความแตกตางกนแตละตาแหนงแตละจด เสนสฟาแสดงใหเหนถงลกษณะ รปแบบ
ทคลายกนของซโครง
แผนภาพท 2.3 การจดเกบและอพเดทขอมล
ทมา: Yonghong Shi, Feihu Qi, Zhong Xue, Liya Chen, Kyoko Ito, Hidenori Matsuo, and
Dinggang Shen. (2008)
จากแผนภาพท 2.3 เปนขนตอนของการจดเกบขอมลและอพเดทขอมล จากภาพ
เอกซเรยทรวงอกของบคคลทวไป ในขนตอนทหนงเปนการนาสวนของภาพใหมของผปวยเขา
มา ขนตอนทสองเปนการอพเดทภาพใหมเขาระบบ ขนตอนทสามเปนการหาสวนของภาพปอด
ขนสดทายเปนการอพเดทภาพ
18
ภาพทนาเขามาในอนดบแรกนนเราตองนามากรองดวย Gaussian filter กอนและหา
ขอบเขตสวนของปอดดวยการ ดฟอรม การใชวธการ SIFT local เพอคนหาจดทคลายกนใน
ความตอเนองของภาพเอกซเรยทรวงอกเพอหาความตอเนองของเสนขอบของปอด
(ก) (ข) (ค)
รปท 2.17 เปรยบเทยบการหาความสอดคลองดวยวธ SIFT local
ทมา: Yonghong Shi, Feihu Qi, Zhong Xue, Liya Chen, Kyoko Ito, Hidenori Matsuo, and
Dinggang Shen. (2008)
จากรปท 2.17 วธ SIFT local ทาใหทราบถงขอบเขตบรเวณปอดทมความตอเนองและ
สอดคลองกนของภาพ (ก) และ (ข) จากเครองหมายกากบาทสแดง จากภาพ (ค) เปนภาพสทม
ความตอเนองสอดคลองกนเหมอนภาพ (ก) และ (ข) โดยทตาแหนงเครองหมายกากบาทสแดง
แสดงอยภายในวงกลม จากนนกจะเปนการเรยนรเปรยบเทยบภาพทนาเขามากบภาพทมอย
รปท 2.18 เปรยบเทยบภาพสวนของรปรางปอดทผดรป
ทมา: Yonghong Shi, Feihu Qi, Zhong Xue, Liya Chen, Kyoko Ito, Hidenori Matsuo, and
Dinggang Shen. (2008)
19
จากรปท 2.18 เปนเปรยบเทยบภาพสวนของรปรางปอดทผดรป สดาคอผลทไดจาก
การหาเสนขอบของภาพ สวนสแดงคอเสนขอบทตรงกน ซงแสดงใหเหนวามรปรางของเสนขอบ
ทเหมอนกน
วธการทนาเสนอจากบทความนเปนการนาเสนอการหาเสนขอบทตอเนองของภาพถาย
เอกซเรยทรวงอกโดยนามาเกบไวเปนสถตแลวใชการเรยนรจากขอมลทมอยเปรยบเทยบเพอหา
ลกษณะรปรางทผดปกตจากขอมลใหมเรยนรไปเรอยๆ จากบทความไมสามารถบอกถงความ
ผดปกตของในปอดได และตองใชการเกบขอมลจากภาพตวอยางทมขอจากดของขอมล
3.2 การวเคราะหและจดกลมภาพ Chest X-ray เพอหาความผดปกตของ
ปอด โดยการพจารณาการเปลยนแปลงของคาสมประสทธเวคเตอร Philip J. Bones and
Anthony P.H. Butler เพอเปรยบเทยบหาความผดปกตของปอดปกตกบปอดบวม โดยการเซท
คา M x N จากภาพสองมต และเซทคา K ทใชในการเรยนรไปท เมททรก A
(ก) (ข)
รปท 2.19 ภาพกอน และหลงการ Training
ทมา: Philip J. Bones and Anthony P.H. Butler
จากรปท 2.19 ภาพดานซาย (ก) คอรปกอนการ Training และภาพดานขวา (ข) คอรป
หลงจากการ Training แลว
20
(ก) (ข)
รปท 2.20 ภาพเปรยบเทยบหลงจากการ Training มากขน
ทมา: Philip J. Bones and Anthony P.H. Butler
จากรปท 2.20 ภาพดานซาย (ก) เปนภาพเรมตน และภาพ (ข) เปนภาพทผานการ
Training 20 ครง
(ก) (ข) (ค)
รปท 2.21 ภาพเปรยบเทยบการ Training ในจานวนครงทแตกตาง
ทมา: Philip J. Bones and Anthony P.H. Butler
จากรปท 2.21 (ก) คอภาพจากขนตอนแรก (ข) คอภาพทไดจากขนตอนตอมา และ (ค)
คอภาพทผานการ Training ครงท 55
21
รปท 2.22 รปกราฟความถสะสมของภาพทงสองประเภท
ทมา: Philip J. Bones and Anthony P.H. Butler
จากรปท 2.22 กราฟความถสะสมของขนาดของเวกเตอรของภาพปอดปกต และภาพ
ปอดผดปกตเปนโรคปอดบวม ทงสองประเภททใชในการวเคราะหเบองตน จากบทความนผลท
ไดจากการทดลองยงมขอขดแยงจากขอมลทได ซงอาจจะมาจากภาพตวอยาง และชนดของโรค
ทเปนอยอาจจะมผลตอการทดลอง จากกราฟทไดแสดงใหเหนถงความตางของขอมลแตไมได
บอกถงตาแหนง ลกษณะ ชนดของโรคทเปนในแบบอน ซงบทความนเปนตวอยางในการเรยนร
การหาวธในการแยะความผดปกตทเกดขนในปอดเบองตนเทานน
3.3 การวเคราะหและทบทวนวธการปรบปรงคณภาพ Chest X-ray โดยใช
เทคนคตางๆ I.C. ' Mehta, ZZ.J. Khan and 3R.R. Khotpal. (2006)
Neuro equalizer เปนการทาแบบโครงสรางหลายชน กบ Sigmoid activation function
และ Use error back- propagation algorithm. ใชนวรอนเนตเวรกสองอนพท โดยมคาเฉลย
พกเซล และคา Gray ของภาพทรวงอกผลทไดคอการทา Equalizeed ของคา Gray ทดข น I.C.
' Mehta, ZZ.J. Khan and 3R.R. Khotpal. (2006)
AEFDLS: Adaptive Chest Radiograph Enhancement Using First Derivative
Operator and Local Statistics เปนขนตอนการประมวลผลสามขนตอน
- การลบวตถออกจากฟลม
- ทาการคานวณความลาดชนของภาพจากขนตอนแรกทไดมา
- การปรบปรงคณภาพของภาพโดยเพมการปรบนาหนกความลาดชนของภาพ
22
รปท 2.23 ภาพตนฉบบดานซาย และภาพทปรบปรงคณภาพ บนพนฐาน
RBE: Region Based Enhancement
ทมา: I.C. ' Mehta, ZZ.J. Khan and 3R.R. Khotpal. (2006)
จากรปท 2.23 Region Based Enhancement เปนการปรบปรงคณภาพของภาพดวย
wavelet-filtering ทาใหแสดงถงขอบเขต และโครงสรางของสวนทสนใจ เชนโครงสรางของ
หลอดเลอด และกระดดสนหลง
รปท 2.24 ภาพตนฉบบดานซาย และภาพทปรบปรงคณภาพของภาพบนพนฐาน
EVMFS: Enhancement Based on Visual Model Using the Concept of Fuzzy Set
ทมา: I.C. ' Mehta, ZZ.J. Khan and 3R.R. Khotpal. (2006)
จากรปท 2.24 Enhancement Based on Visual Model Using the Concept of Fuzzy
Set เปนการใช Fuzzy บนพนฐานของการปรบปรงคณภาพของภาพ
23
รปท 2.25 ภาพตนฉบบดานซาย และภาพทปรบปรงคณภาพของภาพบนพนฐาน
AASIE: Automatic Anatomically Selective Image Enhancement
ทมา: I.C. ' Mehta, ZZ.J. Khan and 3R.R. Khotpal. (2006)
จากรปท 2.25 Automatic Anatomically Selective Image Enhancement ในขนตอน
เปนการกาหนดกฎและการประยกตใชกบฮสโตแกรมของภาพ เปนการกาหนดแบบอตโนมต
ของคา Gray ระหวางสวนของปอด การเลอกระดบสเกลของคา Gray การเปลยนแปลง and/or
เมอใชหนากากทไมมรปราง
รปท 2.26 ภาพตนฉบบ และภาพทปรบปรงคณภาพของภาพบนบนพนฐาน
FCE: Fuzzy Method of Contrast Enhancement
ทมา: I.C. ' Mehta, ZZ.J. Khan and 3R.R. Khotpal. (2006)
จากรปท 2.26 Fuzzy Method of Contrast Enhancement (FCE) ตวอยางจากกฎ
พนฐานกบการจดการกบการปรบปรงคณภาพทสามารถใชกบสตร
- การตงคาพารามเตอรจากการอนมานของระบบ
- การจดการกบความคลมครอของพกเซล
- การสรปผล
24
JGACE: Just Noticeable Difference Guided Adaptive Contrast Enhancement
การทางานประกอบดวยการ Low pass filtering การแยกแยะรายละเอยด และการปรบความ
ราบเรยบของขอบเขต
TRAP: Chest Radiograph Image Enhancement by Adaptive Processing เปน
ขนตอนวเคราะหจากความของเรองรปรางและความแตกตางของความสวางกบความมดทแสดง
ใหเหนในภาพตนฉบบ จากโครงสรางในปอดมตมเลกๆดวยการปรบปรงคณภาพทเหมาะสม
พอเพยง การทามากเกนไปมผลอยางมากกบความถสงและขอมลในปอดทใชในการตรวจหาโรค
สาหรบแตละพกเซลขนตอนในการคานวณหาสวนบรเวณใกลเคยงบทภาพตนฉบบ การนา
ขอมลรอบดานมาใชในการแกไขดวยวธการปรบปรงความมดความสวางของภาพ
EASFT: Enhancement Using Automatic Spatial Filtering Technique โดยมวธการ
จากการนาภาพตนฉบบสองภาพมาปรบความราบเรยบ และทาการสรางความเกยวเนองกนของ
ภาพทงสามรวมกน จากนนคานวณแบบไมเปนเชงเสนดวยฟงกชนการแปลงคา ทาการขยาย
ความมดสวางทไมเปนเชงเสนดวยการแปลงคาทสรางขนมาบนลาดบทสาม
ตารางท 2.1 สรปลาดบขนตอนทใชปรบปรงคณภาพของภาพเอกซเรยทรวงอก
ขนตอน ปรบปรงคณภาพของภาพในสวนของ
Neuro equalizer ตมเลกๆในปอด
RBE การบาดเจบของปอด และความผดปกตของบรเวณทรวงอก
JGACE ภาพทงหมด
EVMFS วณโรค
AASIE ปอด และทรวงอก
IHAP ทรวงอก
EASFT ตมเลกๆในปอด
AEFDLS เนนในสวนของปอด แนวเสนของกระดก และตมเลกๆในปอด
FCE การปรบปรงการมองเหนสวนทอยใน rib
ทมา: I.C. ' Mehta, ZZ.J. Khan and 3R.R. Khotpal. (2006)
3.4 การวนจฉยโรคเบองตนในการหามะเรงปอดโดยการวเคราะหหาจดเลกๆ
บนภาพ X-ray CT Nisar Ahmed Memon, Anwar Majid Mirza, and S.A.M. Gilani. (2006)
ขอเสยคอตองใชเวลานานกวาจะวเคราะหแตละภาพได เพราะภาพ X-ray CT มจานวนหลาย
25
ภาพ โดยใชการทา Threshold เรมจากการหาคาเฉลยของพกเซล และพจารณาคาความ
หนาแนนจากฮสโตแกรมในภาพ CT san
(ก)
(ข)
(ค)
รปท 2.27 ภาพแตละสวนของจากการทา CT scan
ทมา: Nisar Ahmed Memon, Anwar Majid Mirza, and S.A.M. Gilani. (2006)
จากรปท 2.31 เปนภาพ CT san ของบรเวณทรวงอก (ก) เปนภาพเรมตนของปอดสวน
แรก (ข) เปนภาพของปอดสวนกลาง (ค) เปนภาพของปอดสวนสดทาย และภาพฮสโตแกรม
ของปอดแตละสวน
26
(ก) Threshold = 119 ภาพปอดเรมตน
(ข) Threshold = 121 ภาพปอดสวนกลาง
(ค) Threshold = 118 ภาพปอดสวนสดทาย
รปท 2.28 การปรบ Threshold ของภาพระดบทแตกตางกน
ทมา: Nisar Ahmed Memon, Anwar Majid Mirza, and S.A.M. Gilani. (2006)
จากรปท 2.32 เปนการหา Threshold จากภาพตนฉบบและตามดวยแบงสวนของภาพ
ปอด โดยการตดคา Threshold ทแตกตางกน
27
(ก) (ข)
(ค) (ง)
(จ)
รปท 2.29 แสดงความแตกตางของขอบเขต ภาพนอกภาพ
ทมา: Nisar Ahmed Memon, Anwar Majid Mirza, and S.A.M. Gilani. (2006)
จากรปท 2.33 (ก) เปนภาพตนฉบบ (ข) เปนหลงจากการทา Threshold (ค) เปนภาพ
การหาขอบเขตโดยรอบ (ง) ภาพของขอบเขตทมสดา (จ) ภาพของขอบเขตภาพจากภาพ (ง)
จากบทความการหาจดเลกๆในภาพ CT scan ใชหลกการของการทา Threshold การ
แยกสวนของภาพออกจากพนหลงเพอใหแสดงถงสงปกตทเกดขนในปอด ความถกตองแมนยา
ขนอยกบหลายสง ไมวาจะเปนผลกระทบกบอากาศในปอด การตด Threshold ทระดบตางๆ
และภาพตวอยางทใชในการทดสอบ ขนาดของจดเลกๆทอาจจะไมใชสงผดปกตเพราะจากการ
ทดสอบเพยงการดดวยตาไมสามารถแยกแยะออกไดวาสงทปรากฏทเหนนน เปนสงผดปกตท
เกดจากมะเรงหรอไม และอปสรรคจากความลาชาในการคนหาเนองจากตองใชเวลามากในการ
คนหาแตละพกเซล เพราะภาพ CT scan แตละชดนนมจานวนหลายภาพ
28
ทฤษฎทเกยวของ
1. อวยวะทรวงอก วกพเดย สารานกรมเสร. “ทรวงอก” ทรวงอกของคนเราเรมตงแต
สวนคอมาถงหนาอกซงมอวยวะประกอบกนหลายชนดในบรเวณทรวงอกภาย ในและภายนอก
ซงภาพในทรวงอกจะมกระดดซโครงคอยปองกนอกชน สวนประกอบในทรวงอกทสาคญมดงน
1.1 อวยวะ
- หวใจ (Heart)
- ปอด (Lungs)
1.2 กลามเนอ
- กลามเนอเพคทอราลส เมเจอร (Pectoralis major)
- กลามเนอเพคทอราลส ไมเนอร (Pectoralis minor)
- กลามเนอทราพเซยส (Trapezius muscle)
1.3 โครงสรางภายใน
- กะบงลม (Diaphragm)
- หลอดอาหาร (Esophagus)
- ทอลม (Trachea)
- ลนป (Xiphoid process)
1.4 หลอดเลอดแดงและหลอดเลอดดา
- หลอดเลอดแดงใหญเอออรตา (Aorta)
- หลอดเลอดดาใหญซพเรยรเวนาคาวา (Superior vena cava)
- หลอดเลอดดาใหญอนฟเรยรเวนาคาวา (Inferior vena cava)
- หลอดเลอดแดงพลโมนาร (Pulmonary artery)
1.5 กระดก
- เบาไหล ประกอบดวยสวนบนของกระดกตนแขน (Humerus)
- กระดกสะบก (Scapula)
- กระดกอก (Sternum)
- กระดกสนหลงสวนอก (Thoracic vertebrae)
- กระดกไหปลารา (Collarbone)
- กระดกซโครง (Ribcage)
- ซโครงลอย (Floating ribs)
29
1.6 โครงสรางภายนอก
- หวนม (Nipple)
- ตอมนานม (Mammary gland)
1.7 สวนทองทอยในชองอก ( Thoracic abdomen) เชน กระเพาะอาหาร ไต ตบ
ออน มาม และหลอดอาหารสวนลาง
2. ปอด LUNG วกพเดย สารานกรมเสร. ทรวงอก. ปอด เปนอวยวะหนงในรางกาย
ทมความสาคญอยางยงในสตวมกระดกสนหลง ใชในการหายใจ หนาทหลกของปอดกคอ การ
แลกเปลยนกาซออกซเจนเขาสระบบเลอดในรางกาย และแลกเปลยนเอากาซ
คารบอนไดออกไซดออกจากระบบเลอดออกส ภายนอกรางกาย ปอดมถงลมในการชวยในการ
ทางานเพอฟอกโลหต และทาหนาทอยางอนอก
รปท 2.30 ปอดและอวยวะตางๆ ทอยบรเวณใกลปอด
ทมา: วกพเดย สารานกรมเสร. ทรวงอก.
คาวาปอดในภาษาองกฤษ ใชคาวา lung ในทางการแพทยสงทเกยวกบปอดใชคาวา
Pulmonary นาหนาสงนน ๆ ปอดอยในทรวงอก มสองขาง คอขวาและซาย ปอดมลกษณะนม
และมกระดกซโครงคอยปกปองปอดไวอกชนหนง ปอดแตละขางจะมถงบาง ๆ 2 ชนหมอย
เรยกวา เยอหมปอด เยอหมปอดทเปนถงบาง ๆ 2 ชนนเรยกวา เยอหมปอดชนในและ เยอหม
ปอดชนนอก เยอหมปอดชนในจะแนบตดไปกบผวของปอด สวนเยอหมปอดชนนอกจะแนบตด
ไปกบชองทรวงอก ระหวางเยอหมปอด 2 ชนบางๆนจะมชองวาง เรยกวา ชองเยอหมปอด ใน
ชองเยอหมปอดจะมของเหลวคอยหลอลนอย เรยกวา ของเหลวเยอหมปอด ของเหลวนจะชวย
ใหเยอหมปอดแตละชนสไลดไปมาระหวางกนไดโดยไมเสยดสกน และของเหลวเยอหมปอดกยง
30
ชวยยดเยอหมปอดทงสองชนไวไมใหแยกจากกนโดยงาย ปอดขางซายนนมขนาดเลกกวาปอด
ขางขวา เพราะปอดขางซายตองเวนทเอาไวใหหวใจอยในทรวงอกดวยกนดวย
2.1 วธการทางาน การแลกเปลยนกาซและการใชออกซเจนเมอเราหายใจเขา
อากาศภายนอกเขาสอวยวะ ของระบบหายใจไปยงถงลมในปอดทผนงของถงลมมหลอดเลอด
แดงฝอยตดอย ดงนนอากาศจงมโอกาสใกลชดกบเมดเลอดแดงมากออกชเจนกจะผานผนงนเขา
สเมดเลอดแดง และคารบอนไดออกไซดกจะออกจากเมดเลอดผานผนงออกมาสถงลม ปกตใน
อากาศมออกชเจนรอยละ 20 แตอากาศทเราหายใจมออกซเจนรอยละ 13
2.2 กาจดของเสยทางปอด การกาจดของเสยทางปอด กาจดออกมาในรปของนา
และกาซคารบอนไดออกไซด ซงเปนผลทไดจากกระบวนการหายใจ โดยนาและกาซ
คารบอนไดออกไซดแพรออกจากเซลลเขาสหลอดเลอดและเลอดจะทาหนาทลาเลยงไปยงปอด
แลวแพรเขาสถงลมทปอด หลงจากนนจงเคลอนผานหลอดลมแลวออกจากรางกายทางจมก ซง
เรยกวากระบวนการ Metabolism
2.3 หนาทของปอด หนาทเกยวกบการหายใจแลกเปลยนกาซออกซเจนและ
คารบอนไดออกไซด หนาทอน ๆ นอกจากการหายใจ การควบคมและขบสารตาง ๆ เชน ยา ,
แอลกอฮอล ออกจากระบบเลอด กรองลมเลอดเลก ๆ ทตกตะกอนออกจากเสนเลอดดา ปกปอง
และรบแรงกระแทกทจะทาอนตรายตอหวใจซงอยตรงกลางชองทรวงอก
รปท 2.31 กายวภาคของปอด
ทมา: อ.มงคลศลป บญเยน ภบ. บว. บภ. มลนธการแพทยทางเลอกเพอมะเรง.
31
3. ความรทางการแพทย ลกษณะของปอดปกต ววฒนา ถนอมเกยรต พ.บ. (2546)
พญ. สวธนา นนทะสต. (2550) รศ.นพ.วรฬห ขาวปรสทธ พบ.(2542)
3.1 ตาแหนง
- ดานบนสด อยเหนอไหปลารา ชดซโครงดานบน
- ดานขางตดกบซโครงพอด ไมมชองวาง
- ดานลางตดกะบงลม
- กะบงลมดานขวาสงกวาดานซายเลกนอย (ไมเกนซโครงหนงชอง)
- ตรงกลางดานลางมหวใจอยเยองไปทางซายเลกนอย
3.2 ลกษณะส
- โดยทวไปของปอดจะมสขาวดานในเปนเสนเลกๆ กระจายตวกนเสมอกน
ทวปอด
- สขาวโดยทวไป ดไมราบ ชดจนเกนไป
- ปอดสไมดาสนท
- ไมมสขาวเปนกลมกอน หรอขาวมากเกนไป
- การเดนเสนของสขาว ไมเปนเสนตรงในแนวระนาบ หรอแนวขนาน
- เสนสขาว จะเดนจากบนลงลาง แลวกระจายตวไปทวปอด จากเสนใหญ
ไปเลก
- ปอดทงสองขางจะม ขนาด และสใกลเคยงกน
รปท 2.32 ลกษณะกายวภาคทรวงอก และภาพเอกซเรยปอด
ทมา: อ.มงคลศลป บญเยน ภบ. บว. บภ. มลนธการแพทยทางเลอกเพอมะเรง.
32
4. โรคทเกยวกบปอด
4.1 โรคปอดอกเสบ (Pneumonia) หรอ “โรคปอดบวม”
4.2 วณโรค (Tuberculosis)
4.3 หลอดลมอกเสบเรอรงและถงลมปอดโปงพอง ( Chronic bronchitis and
Emphysema หรอ COPD)
4.4 มะเรงในปอด (Lung cancer)
4.5 โรคหอบหด (Bronchial asthma)
4.6 หนองในปอด / ฝ (Lung Abscess)
4.7 นาทวมปอด หรอ นาในชองเยอบหมปอด (Pleural Effusion)
4.8 เนองอกในปอด (Neoplasm / Tumor)
4.9 เนองอกธรรมดา (Benign Tumor)
4.10 เนองอกมะเรง (Cancer (CA = Careinoma))
4.11 เยอหมปอดอกเสบ Pleuritis
5. รงส (Radiation) สมาคมศษยเการงสเทคนครามาธบด. แสงกบรงสมความหมายท
ตางกน แสงหมายถงคลนแมเหลกไฟฟาซงมความถ ของคลนทตารบรได สวนรงส (เปนศพท
เกาแก) หมายถงคลนแมเหลกไฟฟาชวงทความถซงสายตาไมสามารถรบรได รงสทกชนด ทงท
มองเหนและมองไมเหน จะเคลอนทจากจดหนงไปอกจดหนงในลกษณะของคลน
5.1 คลนม 2 ประเภท คอคลนตามยาว และคลนตามขวาง คลนตามยาวจะมการ
เคลอนทของอนภาคไปตามแนวการเคลอนทของคลน (เชน คลนเสยง) สวนคลนตามขวาง
อนภาคจะเคลอนตวตงฉากกบทศทางการเคลอนท เชน คลนนา คลนแมเหลกไฟฟา
5.2 พลงงานของรงส ขนอยกบลกษณะของคลนดงน
5.2.1 คลนทมความถสงพลงงานจะสง
5.2.2 คลนทมแอมปลจดสง พลงงานจะสง
5.2.3 คลนทมความถส นมาก พลงงานจะสง
5.3 แบงกลมของรงสเปน 2 กลมโดยเอาแสงเปนเกณฑ ดงน
5.3.1 กลมทมความยาวคลนสน มความถสงกวาแสงคอ รงสอลตราไวโอเลต,
รงสเอกซ, รงสแกมมา
5.3.2 กลมทมความยาวคลนสงกวาแสง เชน รงสอนฟราเรด คลนวทย คลน
ไมโครเวฟ
5.3.3 กลมทรงสมความถทบซอนกน
5.4 ทมาของรงส และแหลงกาเนด เปน 2 ประเภทไดแก
33
5.4.1 รงสทมอยท ว ๆ ไป ( Background Radiation) ไดแก รงสทมาจากนอก
โลก (Cosmic Radiation) สารกมมนตรงสในธรรมชาต ( Natural Radioactivity) ทมอยในชนหน
ดน สารกมมนตรงสทไดจากการทดลองทางนวเคลยร แลวตกลงมาบนโลก
5.4.2 รงสทมนษยผลตขน (Man-made Radiation) มใชทงในทางการแพทย
อตสาหกรรม อาวธสงคราม ฯลฯ การใชรงสในทางการแพทย
5.4.2.1 ในงานวจย
5.4.2.2 การวนจฉยโรค (Diagnostic Radiology) ซงมทงทใชรงสเอกซ
(X-ray) และการตรวจทางเวชศาสตรนวเคลยร (Nuclear Medicine)
5.4.2.3 การรกษาโรคมะเรง (Radiotherapy)
5.4.2.4 รงสรวมรกษา (Interventional Radiology)
5.5 ชนดของรงส รงสเปนพลงงานทแพรกระจายออกมาในลกษณะ ของคลนแม
เลกไฟฟา ในความยาวของคลนทแตกตางกน พลงงาน ดงกลาวจะถกปลอยออกจากอะตอม ใน
หลายรปแบบ เชน แสง ความรอน คลนวทย คลนโทรทศน และ กมมนตรงส โดยรงสสามารถ
จาแนกออกเปนดงน
5.5.1 รงสททาใหเกดการแตกของประจ ( Ionizing Radiation) เปนรงส ท
กระทบกบสารใดๆ แลวกตาม จะทาใหเกดการแตกประจบวก หรอ ลบทสารนนๆ รงสททาให
เกดการแตกตวของประจ แบงเปน
5.5.1.1 อนภาคแอลฟา ( Alpha) มประจไฟฟาเปนบวก เนองจาก
นวเคลยรของอะตอม ของฮเลยม ประกอบดวย โปรตอนสองตว และ นวตรอนสองตว ดงนน
อนภาคแอลฟา จงมประจไฟฟาเปนบวก
รปท 2.33 อนภาคแอลฟาประกอบดวยโปรตอน 2 อนภาคกบนวตรอน 2 อนภาค
ทมา: สทน. TINT แหลงเรยนร วทยาศาสตรและเทคโนโลยนวเคลยร.
รปท 2.33 อธบายถงสวนประกอบในอนภาคแอลฟา ซงประกอบไปดวยโปรตอน 2
อนภาคกบ นวตรอน 2 อนภาค
รปท 2.34 แสดงใหเหนถงเปลยนแปลงของธาต พอโลเนยม-210 ซงไมเสถยร และแปร
ธาตเปนตะกว-206 ซงเสถยรมอตราสวนนวตรอนตอโปรตอนเพมขน
34
รปท 2.34 พอโลเนยม-210 ซงไมเสถยร มอตราสวนนวตรอนตอโปรตอนเทากบ 1.5 เมอสลาย
ใหอนภาคแอลฟาและแปรธาตเปนตะกว-206 ซงเสถยรมอตราสวนนวตรอนตอโปรตอนเพมขน
เปน 1.51
ทมา: สทน. TINT แหลงเรยนร วทยาศาสตรและเทคโนโลยนวเคลยร.
รปท 2.35 รงสแอลฟามการทะลทะลวงตาทสด
ทมา: สทน. TINT แหลงเรยนร วทยาศาสตรและเทคโนโลยนวเคลยร.
การทอนภาคแอลฟามประจและมมวลมากทาใหถกสสารดดกลนไดงาย จงม
ความสามารถในการทะลทะลวงตา โดยจะผานไปในอากาศไดเพยง 2-3 เซนตเมตร และไม
สามารถทะลผานแผนกระดาษหรอผวหนงได ดงนนรงสแอลฟาจะไมมอนตรายเมออยภายนอก
รางกายมนษย แตหากหากเขาไปอยในรางกาย อาจจะโดยการสดหายใจหรอกลนสารทเปนตน
กาเนดรงสแอลฟาเขาไป การมประจและมมวลมากกวากลบเปนอนตรายตอเซลลรางกาย
มากกวารงสชนดอน
5.5.1.2 อนภาคเบตา ( Beta) อนภาคเบตา. เปน อเลกตรอน ท
เคลอนทดวยความเรวสง มากกวาความเรวของอนภาคแอลฟา ถงสบเทา หรอ อาจจะมากกวา
ขนไป อนภาคเบตานมประจไฟฟาลบ สามารถเบยงเบนไดในสนามไฟฟาหรอสนามแมเหลก
เนองจากขนาดของอนภาคนเลก และมความเรวสงจงสามารถทะลผานวตถหนาไดดกวาอนภาค
35
แอลฟา โดยสามารถทะลเขาในเนอเยอไดถง 1-2 เซนตเมตร อาจกนอนภาคเบตานไดดวยชน
โลหะบาง
5.5.1.3 รงสแกมมา (Gamma rays) รงสแกมมา. เปนรงสชวงความถ
สงมากกวารงสเอกซ ไมมนาหนกและเคลอนทดวยความเรวเทากบแสง คอ ประมาณ 297,600
กโลเมตรตอวนาท มสมบตเหมอนรงสเอกซ คอ สามารถทะลผานรางกายมนษย หรอเนอวตถ
หนามาก ๆ เชน ไม หรอ โลหะได และยงพบวา มอานาจ ทางการทะลผาน ดกวารงสเอกซ จาก
การทดลองพบวา รงสแกมมา สามารถทะลผานคอนกรตหนาประมาณ 1 ฟตได แตจะสามารถ
ดดซบไดหมดในคอนกรตหนา 1 เมตร
ปจจบน รงสแกมมาทไดจากไอโซโทปกมมนตรงสนามาใชอยางกวางขวางทงในวงการ
แพทย เกษตร และอตสาหกรรม ในทางการแพทยใชรงสแกมมาทาลายเซลลมะเรง ใช
วนจฉยโรคในรางกาย หรอตดตามการทางานของอวยวะภายในรางกาย ในทางอตสาหกรรม
เกษตรใชรงสแกมมาอาบผลผลตทางการเกษตร เชนผลไม ใหปราศจากแมลง และเกบไวได
นาน กอนบรรจสงออกจาหนาย ดวยเหตทรงสแกมมามพลงงานสงสามารถทะลทะลวงวสด
หนาๆไดจงใชรงสชนดนวเคราะหโครงสรางภายในเชนเดยวกนกบรงสเอกซ แตสะดวกกวารงส
เอกซตรงทเครองกาเนดมขนาดเลกกวาเคลอนยายไดสะดวก ไมตองมระบบระบายความรอน
เหมอนเครองฉายรงสเอกซ
รงสแกมมาเปนรงสอนตราย การนารงสชนดมาใชงานตองระมดระวงเปนอนมาก
โดยเฉพาะการใชรงสแกมมาและการเกบแหลงกาเนดรงสชนดนตองอยในการควบคมของหนวย
ราชการทเกยวของอยางเครงครด วสดทใชกนรงสชนดนเปนแผนตะกวหนา หรอกาแพง
คอนกรต สวนจะเปนวสดชนดใดหรอหนาเทาไรขนกบการออกแบบเพอใชงาน
5.5.1.4 รงสเอกซ ( X-rays) กลมวชาวทยาศาสตรและเทคโนโลย
ฤทธยะวรรณาลย . เปนคลน แมเหลกไฟฟาเชนเดยวกบรงสแกมมา แตแผออกมาจากวงโคจร
ของอเลคตรอน รงสเอกซ มพลงงานตากวารงสแกมมา รงสเอกซ มความถ ชวง 1016 - 1022
Hz ม ความยาวคลน ระหวาง 10-8 - 10-13 เมตร ซง สามารถ ทะล สงกดขวาง หนา ๆ ได
หลกการ สราง รงสเอกซคอ การเปลยน ความเรว ของ อเลกตรอน ม ประโยชน ทางการแพทย
ใน การ ตรวจ ด ความผดปกต ของ อวยวะ ภายใน รางกาย ใน วงการ อตสาหกรรม ใช ใน
การ ตรวจหา รอยราว ภายใน ชนสวน โลหะ ขนาด ใหญ ใช ตรวจ หา อาวธ ปน หรอ ระเบด
ใน กระเปาเดนทาง และ ศกษา การ จดเรยงตว ของ อะตอม ใน ผลก
เอกซเรย คอ รงส หรอแสงชนดหนงทเราไมสามารถมองเหนไดดวยตาเปลา เชน
เดยวกบแสงสวางธรรมดา เอกซเรยนมลกษณะเปนทงคลนและอนภาค ของแมเหลกไฟฟาทม
ชวงคลนสนมาก ความยาวชวงคลนตงแต 0.04-1000 องสตรอม ( Angstrom) (องสตรอม คอ
หนวยวดความยาวชองคลน 1 องสตรอม ( A) เทากบ 10-7 เซนตเมตร) หรอ อยระหวางรงส
36
แกมมา กบรงสอลตราไวโอเลต คณสมบตของเอกซเรย คลายคลงกบแสงสวางธรรมดา เปน
สวนใหญ แตคณสมบตพเศษ ของมน คอ มอานาจทะลทะลวงผานวตถตาง ๆ ไดมากบางนอย
บางขนอยกบความแนนทบ และนาหนกอะตอมของวตถทมนผานนอกจากนนยงทาใหเกดการ
เปลยนแปลง ทงทางเคมชวะและอน ๆ อกดวย
5.5.2 รงสทไมทาใหเกดการแตกตวของประจ ( Non-ionizing Radiation)
บางอยางกอนตรายแมจะไมดเดอดเหมอนพวกท 1 เปนรงสทพบในชวตประจาวน เชน
คลนวทย และโทรทศน แสงอาทตย วดโอ การฉายภาพขามศรษะ สายสงไฟฟา ตลอดจนการใช
ผาหมไฟฟา แสงอลตราไวโอเลตจดเปนรงสทไมทาใหเกดการแตกตวของประจทมพลงงานสง
และเปนอนตรายตอชวต ทาใหเกดโรคมะเรงของผวหนง
5.6 การวดรงส สามารถวดไดใน 2 ลกษณะ
5.6.1 ปรมาณและชนดรงสทมนษยสมผส (Exposed radiation)
5.6.2 ปรมาณรงสทถกดดกลนเขาสรางกาย (Absorbed radiation)
5.7 หนวยวดตางๆ ทางรงส
5.7.1 คร (Curie,Ci) เปนหนวยวดทใชกนทวๆ ไป โดยตงชอขน หลงจากมา
ดามแมร คร และสาม ปแอร คร ไดคนพบธาตเรเดยม คร เปนหนวยวดความแรงของรงส โดย
กาหนดวา สารกมมนตรงส ทสลายตวในอตรา 3.7x1010 ครงตอ 1 วนาท จะมความแรงเทากบ
1 คร
5.7.2 แรด (Radiation absorbed dose, Rad) คอ ปรมาณรงส ทถกดดกลน
โดยสงมชวต ในรปของพลงงาน ทสะสมในชวงเวลาหนง
5.7.3 เรม (Radiation equivalent man, Rem) หนวยวด 'เรม' ถกนามาใช
เนองจาก ความแตกตางของรงส แตละชนด โดยรงส ขนาด 1 แรดเทากน แตเปนรงส คนละ
ชนดกน จะมผลตอเนอเยอ ของสงมชวต ตางกน ดงนน 'เรม' จงเปนหนวยวดท ถกตงขนเพอให
สามารถอธบาย ผลกระทบดานชววทยา จากการดดกลนรงส ชนดตาง ๆ ใหอยบนฐานเดยวกน
ตวอยางเชน รงสแอลฟา 1 แรด จะเปนอนตราย ตออวยวะ มากกวารงสเอกซ 1 แรดถง 10 เทา
ดงนน เมอคานงถงอนตราย ทางดานชววทยา ของรงสแอลฟา 1 แรด จะเทากบ 10 เรม
5.7.4 เรนทเกน (Roentgens, R) เปนชอทไดมาจาก Wilheim Roentgen ซง
เปนผทคนพบรงสเอกซ R เปนหนวยวดปรมาณ รงสสมผส ( Exposed Radiation) ทใชวดรงส
เอกซ และรงสแกมมา โดยวดเปนปรมาณพลงงานททาใหอากาศ 1 ลกบาศก เซนตเมตร แตก
ตวเปนไอออน นอกจากหนวยวดดงทไดกลาวมาแลว ปจจบนมการใชหนวยวดรงสอนๆ ท
แตกตางกนไป
5.8 อนตรายจากรงส ผลของรงสทมตอรางกายแบงไดเปน 2 ชนดคอ
37
5.8.1 ผลทเกดกบรางกาย (Somatic effect) ผลทเกดขนกบสวนของรางกาย
แลวแตบรเวณ ใดและไดรบแบบ เฉยบพลนหรอเรอรง และปรมาณรงสมากนอยแคไหน ผลของ
การรบรงสแบบเฉยบพลนซงมกเกดจากอบตเหตใหได รบรงสปรมาณมากทนท ถามากกวา 50
Rems ขนไป จะมอาการปวยเนองจากรงส ถามากกวา 400 Rems อาจทาใหตายได สวนการ
รบรงสเรอรงในปรมาณตา ๆ เกดกบผทมอาชพเกยวกบรงสโดยตรง อาจมผลทาใหอายเฉลยสน
กวาปกต เปนมะเรง ตอกระจก เปนตน
5.8.2 ผลทเกดขนทางพนธกรรม ( Genetic effect) ผลทเกดขนในเซลล
สบพนธ อาจทาใหเปนหมน หรอเกดการแตกเหลา (Mutation) ซงมผลกระทบถงรนลกหลานได
5.9 การปองกนอนตรายจากรงส (Radiation Protection) เมอผปวยมารบการ
ตรวจทางรงส (X-ray) หลายคนอาจจะมความกงวลอย แตปรมาณรงสทใชในการรกษาแตละครง
นนไมเปนอนตรายตอรางกาย และผลของรงสทจะทาใหเกดโทษนนตองเปนการรบรงสใน
ปรมาณทมาก และซาๆ บอยในบรเวณเดม ซงเปนไปไดยากสาหรบคนทวไปทจะเกดจาก
เหตการณน สวนผทตองรบ หรอทางานเกยวกบรงสซงเปนบคคลทมความเสยงสงนนกจะมการ
ปองกนทถกตองเพอหลกเลยงอนตรายจากรงส
5.10 ระดบรงสเทาไรจงจะถอวาปลอดภย คณะกรรมาธการวาดวยการปองกนรงส
ระหวางประเทศกาหนดคาปรมาณรงสสงสดทยอมรบไดเรยกวา Maximum Permissible Dose
(MPD) โดยหมายความถงวาถาไดรบปรมาณรงสนอยกวาคา MPD ถอวาปลอดภย คา MPD
ของบคคลทวไปไมควรเกน 0.5 Rems/ป
จากตารางท 2.2 เปนตารางเปรยบเทยบปรมาณรงสทรางกายไดรบ และผลทเกดขนใน
ปรมาณทแตกตางกนไป
จากตารางท 2.3 แสดงขดจากดของขนาดรงสข นพนฐานทใชสาหรบบคคลทวไป ในแต
ละสวนของราง ในปรมาณและเวลาตางๆกน และขดจากดของขนาดรงสทรางกายในสวนตางรบ
ไดตอป
38
ตารางท 2.2 แสดงขนาดของรงสกบอาการเจบปวยทปรากฏ
ขนาดของรงส
ทรางกายไดรบทงราง (Rem) อาการเจบปวยทปรากฏ
0-25 ไมปรากฏแนชด
25-50 มการเปลยนแปลงของเมดโลหต
50-100 เมดโลหตมการเปลยนแปลง ออนเพลย
อาเจยน ไมมความพการปรากฏ
100-200 มการเจบปวยเกดขน มความพการ
200-400 มการเจบปวยทางรงส มความพการ
หรออาจเสยชวตได
400 โอกาสรอดชวต 50 เปอรเซนต
มากกวา 400 โอกาสเสยชวตสง
ทมา: รงสคออะไร.
ตารางท 2.3 แสดงขดจากดขนาดของรงสข นพนฐานสาหรบบคคล
อวยวะ หรอ เนอเยอ
ขนาดรงสสงสดทอนญาตใหรบ
ได สาหรบ ผใหญทปฏบตงาน
ทางรงส "MPD"
ขดจากดขนาดของรงสสาหรบ
ประชาชน "Dose limit"
อวยวะสบพนธ 3 เรม ใน 3เดอน
0.5 เรม ใน 1ป ไขกระดกทวรางกาย
5 เรม ใน 1ป หรอถาจาเปนกใช
สตร 5(N-18) เรม (N=อายเปน
ป)
ผวหนง 15 เรม ใน 3 เดอน 7.5 เรม ใน 1ป
กระดกไธรอยด 30 เรม ใน 1ป
มอ และ แขน 40 เรม ใน 3 เดอน 7.5 เรม ใน 1ป
เทา และ ขอเทา 38-75 เรม ใน 1ป
อวยวะอนๆ 15 เรม ใน 1ป 1.5 เรม ใน 1ป
ทมา: รงสคออะไร.
39
จากตารางท 2.4 เปนตารางเปรยบเทยบความเสยงตอการเกดโรคมะเรงจากการใชรงส
เอกซเรยในการตรวจอวยวะตางๆในรางกาย ซงบอกถงปรมาณในการใชรงสแตละครง และ
ความเสยงในการเกดโรคมะเรง
ตารางท 2.4 เปรยบเทยบความเสยงตอการเกดโรคมะเมงจากการใชรงสเอกซเรย
ในการตรวจอวยวะสวนตางๆของรางกาย
สวนทฉายรงส ปรมาณรงส
มลลซเวรต / ครง
ความเสยงในการ
เกดโรคมะเรง
ปอด 0.12 1 ใน 1,000,000
กะโหลก 0.07 1 ใน 300,000
กระดกสนหลงสวนคอ 0.08 1 ใน 200,000
กระดกสนหลงสวนทอง 0.07 1 ใน 30,000
กระดกสนหลงสวนอก 0.07 1 ใน 30,000
กระดกสนหลงสวนเอว 0.30 1 ใน 5,000
ทมา: โรงพยาบาลพระมงกฎเกลา
6. ประวตการคนพบเอกซเรย ผทคนพบเอกซเรยเปนคนแรกคอ นกฟสกซชาว
เยอรมน ชอ วลเฮม คอนราด เรนทเกน ( Wilhelm Conrad Roentgen) การพบนเกดขนในตอน
เยน ของวนท 8 พฤศจกายน ค.ศ. 1895 ภายในหองทดลอง ณ มหาวทยาลยวซบรค
(Wurzburg) ประเทศเยอรมน เรนทเกนไดพบเอกซเรยโดยบงเอญ ขณะทาการทดลองเกยวกบ
เรอง "Absorption of cathode rays" โดยใชหลอดทดลองทเรยกวา Crookes' tube จาก
Cathdes rays ทออกมาจากหลอดทดลอง ทาใหกระดาษแขงทฉาบดวย แบเรยมปลาตโน
ไซยาไนด (Barium platinocyanide) เกดเรองแสง ( Fluoresec) ขน ระยะไกลทสด ทยงมการ
เรองแสงบนกระดาษแขง คอ 120 เซนตเมตร ในขณะเดยวกน เขาสงเกตเหนอกวา ตวอกษร A
ททาดวยแบเรยมปลาตโนไซยาไนด อยหางออกไปเกอบสบฟตเกดเรองแสงขนดวย ทง ๆ ทไม
อย ในระยะของ Cathode rays เรนทเกนจงคดวา เขาไดคนพบรงสชนดใหมขนแลว และใหชอ
วา " X-rays" และเขาไดใชเวลาอกหลายสปดาหตอมาทาการสงเกตถงการทะลทะลวง
(Penetration) ของเอกซเรยผานกระดาษผานโลหะ และแมกระทงผานเนอหนงของคน และเขา
ไดถายภาพรงสของมอของภรรยาเขาไวดวยในทสดเขาจงประกาศใหโลกไดรวาเขาไดคนพบ
เอกซเรยเปนคนแรก จากรปท 2.40
40
รปท 2.36 รปเอกซเรยท วลเฮม คอนราด เรนทเกน (Wilhelm Conrad Roentgen)
ถายภาพรงสจากมอภรรยาของเขา
ทมา: วกพเดยว สารานกรมเสร. ภาพเอกซเรยมอ.
6.1 ลกษณะและคณสมบตของเอกซเรย
6.1.1 เปนรงสคลนแมเหลกไฟฟา มชวงคลนสนมาก คออยในชวงตงแต
0.04-1000 A หรอ อยในชวงระหวางรงสแกมมา กบ รงสอลตราไวโอเลต
6.1.2 มคณสมบตเหมอนแสงสวางธรรมดา เปนตนวา เดนทางเปนเสนตรง
ถาเดนทางในสญญากาศแลว เดนทางดวยความเรวเทากบแสงคอ 186,000 ไมลตอวนาท หรอ
3x1010 เซนตเมตร/วนาท นอกจากนนแลว ยงมการสะทอนกลบ หกเห และ เบยงเบนได
เชนเดยวกบแสงสวางธรรมดา
6.1.3 ไมหกเหโดยสนามแมเหลกหรอสนามไฟฟา
6.1.4 เกดจาการทอนภาคอเลคตรอนทมความเรวสงวงไปชนเปา ( Target)
อเลคตรอน ดงกลาวน จะไปชนอเลคตรอนตวอนๆ ทอยในวงโคจรของอะตอม ของเปา ใหหลด
กระเดน ออกนอกวงโคจร
6.1.5 ทาใหเกดการเรองแสง (Fluorescence และ Phosphorescence) ใน
สารพเศษบางอยาง
6.1.6 ดดกลน (Absorbed) โดยสสาร (Matter) ทกชนดมากบางนอยบาง
ขนอยกบความหนาแนน และนาหนกของอะตอมของสสารนน
6.1.7 ทาใหเกดการปลอยประจไฟฟา ( Ionization) เมอผานไปในอากาศหรอ
กาซ
6.1.8 ทาใหเกดการเปลยนแปลงทางเคม เชน เมอเอกซเรยไปถกฟลม
ถายรป จะทาใหฟลมนนดา จงนาผลอนน มาใชในการบนทกภาพรงสลงบนแผน ฟลมเอกซเรย
41
6.1.9 ทาใหเกดการเปลยนแปลงทางชวะ ทาใหเซลลของรางการ
เปลยนแปลง หรอเกดการผาเหลา (Genetic mutation) ถาไดรบรงสเปนจานวนมากและนานพอ
6.1.10 มอานาจในการทะลทะลวง ( Penetration) สง สามารถทะลผาน เนอ
หนงของมนษย และ สตวไดแตไมสามารถทะลผาน แผนตะกว หรอคอนกรต หนาๆ ได
6.2 การเกดเอกซเรย เอกซเรยเกดขนโดยทอนภาคของอเลคตรอนทมความเรวสง
ไปชนเปา ( Target) ผลทาใหเกดเปนเอกซเรยและความรอน การเกดของเอกซเรยนอาศย
องคประกอบสาคญ 5 ประการ คอ
6.2.1 ทาใหเกดอนภาคอเลคตรอน หรอ การแยกอเลคตรอน ออกจากอะตอม
ของโลหะ อเลคตรอนจะเกดขน หรอแยกจากอะตอม ของโลหะ ททาเปนไสหลอดเอกซเรย โดย
การทเรา ผานกระแสไฟฟา เขาไปในไสหลอด ( Filament) จนกระทง ไสหลอดรอนขน ประมาณ
2000 C หรอมากกวานน จะมผลทาใหเกด เทอรมโอนคอมชน ( Thermionic Emission) คอ
อเลคตรอน หลดออกจาก เซลล หรอวงโคจรของมน เมอถกความรอน อเลคตรอนทหลดอกมาน
จะมาออกนอยรอบๆ ผวหนาของโลหะ จนกลายเปนกลม ( Cloud) เรยกวา Space charge
สาเหตทอเลคตรอน ไมสามารถหลดพน ไปจากผวหนาโลหะ เพราะวาแรงดงดดระหวาง
อเลคตรอน และอะตอม ของโลหะยงมอย
6.2.2 การทาใหอนภาค อเลคตรอน หลด และเคลอนทไปดวยความเรวสง วธ
ทจะทาใหอนภาคอเลคตรอน หลดจากอะตอมไปได คอ ตองหาสงทมพลงงาน หรอแรงดงดด
มากกวาแรงดงดดระหวางอเลคตรอน กบ อะตอม ของโลหะ มาดงดดอเลคตรอน สงนนก คอ
ไฟฟาแรงสง (High voltage) ไฟฟาแรงสงน นอกจากจะทาใหอเลคตรอน หลดจากผวหนาของ
โลหะ แลว ยงทาใหอเลคตรอน เคลอนทหรอวงไปดวยความเรวสง กลาวอกอยางหนงคอ ตอง
ทาใหไฟฟาระหวางขวบวกและขวลบใหตางกน ความตางศกยน ถายงมคามากขนเทาใด กยง
ทาใหอเลคตรอน หลดจากผวหนาของไสหลอด ไดมาก และวงไปดวยความเรวสงขน ความตาง
ศกย 100 Kilo-voltage จะทาใหอเลคตรอน มความเรว เทากบประมาณ 165 กโลเมตรตอวนาท
6.2.3 การทาใหเสนทางทอเลคตรอน วงผานไป ตองไมมสงกดขวาง จงจะทา
ให อเลคตรอน วงไปดวยความเรวสง ดงนน ภายในหลอดเอกซเรย จงเปนสญญากาศ เพราะถา
มอากาศ หรอกาซอยภายในหลอด แมเพยงเลกนอยกตาม ความเรวของอเลคตรอนจะลดลง
เนองจากเกดไอออนไนเซซน (Ionization)
6.2.4 การทาใหอเลคตรอน มความเขม ( Concentration of electron) จะตอง
มวธการทจะใหอเลคตรอน เคลอนทไปในแนวทศทางเดยวกน คอ พงไปหาจดโฟกสของเปา
ดวยปรมาณ (ความเขม) ทมากพอสมควร ซงทาใหไดโดยการใช เครองมอทเรยกวา " Electron
focusing device" คอยควบคม ใหอเลคตรอนสวนใหญ ไปตกในบรเวณจด โฟกสของเปา
42
6.2.5 การทาให อเลคตรอน หยดวงในทนททนใด การทจะทาใหอเลคตรอน
ทว งมาดวยความเรวสงนหยดวงในทนททนใด ทาไดโดยหาวตถมากน หรอขวางอเลคตรอน
วตถนนกคอ เปา ( Target) ผลทเกดขน คอ เกดการชน หรอ กระทบกนระหวางอเลคตรอน กบ
เปาอยางแรง อเลคตรอน ดงกลาวจะไปชน อเลคตรอน ทอยในวงโคจรของอะตอมของเปานน
ใหหลดกระเดนออกนอกวงโคจร และจะม อเลคตรอน จากวงโคจรอนๆ ทอยถดไป วงเขามา
แทน แตเนองจาก พลงงาน ของอเลคตรอนในแตละวงโคจร จะไมเทากน ดงนน จงมการคาย
พลงงานสวนเกนออกมา ในรปของเอกซเรยและความรอน (สวนใหญจะเปนความ รอนมากกวา)
จากพลงงาน ของอเลคตรอนทงหมด ทว งไปสเปานน 99.8% จะเปลยนเปนความรอน และ 0.2
% เปนเอกซเรย
รงสทเปนกมมนตภาพรงส มทรจกกนโดยทวไปอย 3 ชนด คอ รงสแอลฟา , รงสบตา
และรงสแกมมา บรรดาธาตกมมนตภาพรงสทงหลาย จะปลอยกมมนตภาพรงสออกมาเสมอ
โดยมกจะมเพยงบางชนด เชน รงสบตา กบ รงสแกมมา แตกมกมมนตภาพรงสอนๆ ดวย เชน
รงสนวตรอน จากเตาปฏกรณนวเคลยร แลวกรงสเอกซ จากเครองผลตรงสเอกซ
7. การวนจฉยโรคปอด ทางการแพทยไดมการนารงสมาชวยในการตรวจสอบรกษา
ผปวยในหลายๆ รปแบบ เชนถาหาก สงสยวาปอดมความผดปกต แพทยกจะใชการเอกซเรย
ทรวงอกเพอดความผดปกตของบรเวณทรวงอกประกอบกบผลการตรวจอยางอนรวมดวย การ
ตรวจโดยการถายภาพ ( Imaging tests) ภาพถายจากหลายๆ วธสามารถใหขอมลเกยวกบปอด
และกอนเนองอก หรอของเหลวในปอดทอาจเกด ภาพเหลานยงสามารถแสดงตาแหนงและ
ขนาดของกอนเนองอกได
การถายภาพปอดดวยวธการตางๆ ทนยมกนโดยมากมอย 3 วธทสามารถจะบอกถง
ความผดปกตของปอดได อนดบแรกคอการถายภาพ Chest X-RAY เปนการตรวจหาโรคทรวง
อกดวยรงสเอกซ CT scan เปนการใชคอมพวเตอรชวยในการถายภาพแบบ 3 มตของรางกาย
ชวยใหตรวจพบกอนเนองอกทอาจไมปรากฏบนภาพเอกซเรย และ MRI เปนวธทใช
สนามแมเหลกทมกาลงสงและใชคอมพวเตอรในการสรางภาพททาใหเหนรายละเอยดทชดมาก
ยงขน
7.1 เอกซเรยปอด Chest X–RAY ศนยบรการสขภาพเคลอนท รพ.สมเดจพระนาง
เจาสรกต และ วนเฉลม ทรพยรงส . คอ การถายภาพปอด ซงเปนอวยวะภายในทรวงอกลงบน
แผนฟลม เมอนาฟลมไปผานขบวนการลาง จะไดภาพเอกซเรยของปอด ซงแพทยจะใช
ประกอบการวนจฉย
43
7.1.1 ประโยชนของการเอกซเรยปอด ไดแก
- เพอเตรยมผาตด
- เพอหาสาเหตของอาการผดปกตของระบบทางเดนหายใจ เพอ
ตดตามดความเปนไปของโรคทเกยวกบปอดหรอหวใจ
- เพอตรวจหามะเรงในระยะแรกเรมทปอด เพอตรวจหาการ
แพรกระจายของโรคมาทปอด
- เพอตรวจหาโรค Pneumoniosis (ภาวะปอดมฝนจบมาก) เพอตรวจ
ขนาดของหวใจ
- เพอตรวจหากอนเนองอกผดปกตบรเวณปอดและทอนๆ
รปท 2.37 การถายภาพ Chest X-RAY และภาพเอกซเรยทได
ทมา: ศนยบรการสขภาพเคลอนท รพ.สมเดจพระนางเจาสรกต และ วนเฉลม ทรพยรงส.
7.1.2 Density ววฒนา ถนอมเกยรต พ.บ. (2546) เมอแสง X-ray ตกลงบน
แผน Film จะเหนเปนเงาดาขน สวนบรเวณทเหนเปนสขาวแสดงวา มการปดกนไมใหแสง X-
ray สมผสกบ Film ณ บรเวณนน ดงนนความขาว – ดา ของ Film จงหมายถง ปรมาณของแสง
X-ray ทจะสมผส Film ซงขนโดยตรงกบความสามารถในการปดกนแสง X-ray ของสสารทอย
ระหวาง Film กบแหลงกาเนดแสง X-ray ความสามารถในการปดกนแสงหรอดดซมแสงมใหแสง
ผานไปสมผสกบ Film นเรยกวา “ Attenuation” ซงแปรผนโดยตรงกบ เลขอะตอม “ Atomic
number” กบ ความหนาแนน (Density) โดยความหนาแนนเทากบ มวลสาร/ปรมาตร ของสสาร
นน กลาวโดยสนคอ สขาว-ดา ทปรากฏบน Film ขนอยกบเลขอะตอม และความหนาแนนของ
สสารทอยระหวาง Film กบแหลงกาเนดแสง X-ray นนเอง
7.1.3 ความเขมของสขาว-ดา บน Film ม 5 ระดบความเขม เรยงจากนอยไป
หามากดงน
44
7.1.3.1 สดาของอากาศ เปนสดาเขมเนองจากอากาศม Density นอย
แสง X-ray จงผานทะลมายง Film แทบทงหมด สดาชนดเราเรยกวา “ Air density” บรเวณทม
Air density ไดแกสดาของอากาศทอยรอบผปวย สดาของปอดและหลอดลม รวมทงสดาของลม
ในกระเพาะอาหารแลลาไส
7.1.3.2 สดาของไขมน (Fat density) เปนสดาจางลงเนองจากไขมน ม
density สงกวาอากาศ จงสามารถกนแสง X-ray ไดมากขน แตยงมแสง X-ray จานวนมากผาน
ไปยง Film ได สดาชนดเรยกวา “Fat density” เชนสดาของไขมนใตผวหนง เปนตน
7.1.3.3 สขาวของ Soft tissus ไดแกเนอเยอตางๆ รวมทง Cartilage
และนาทมสขาวเนองจาก Soft tissus และนา สามารถกนแสง X-ray ไดมาก สขาวชนดนเรา
อาจเรยกวา “Soft tissus density หรอ Water density” เชนสขาวของ Mediastinum
7.1.3.4 สขาวของ Calcification และ Bone มสขาวจาขนเนองจาก
Bone และ Calcification ม Density มากกวา Soft tissus นนเอง เราเรยกสขาวชนดนวา “ Bone
density”
7.1.3.5 สขาวของโลหะ ( Metallic density) มสขาวจาทสด เพราะม
Density สงสด
รปท 2.38 แสดงตวอยางตาแหนงของส ของวตถแบบตางๆ ทมองเหนบนภาพเอกซเรย
ทมา: ขอมล ขอมลตวอยางภาพเอกซเรยทรวงอก.
45
ตารางท 2.5 แสดงเลขอะตอม และความหนาแนนของวตถ ทปรากฏใน Film
วตถ เลขอะตอม
(Atomic number)
ความหนาแนน
(Density, kg/m³)
อากาศ(Air)
ไขมน(Fat)
นา(Water)
กลามเนอ(Muscle)
กระดก(Bone)
7.78
6.46
7.51
7.64
12.31
1.29
916
1000
1040
1650
ทมา: ววฒนา ถนอมเกยรต พ.บ. (2546)
วตถทม Density เดยวกนยงอาจมสขาว-ดา ตางกนไดอก ขนอยกบ ความหนา-บาง
ของวตถนน เชน ตบซงเปนเนอเยอทหนากวายอมปรากฏเปนสขาวกวาหวใจซงเปนเนอเยอ
เชนกนแตบางกวา หรอกระดกซโครงยอมมสขาวนอยกวากระดกตนขา เปนตน
ภาพขาวดาเชนนเราเรยกวาเปนภาพ Gray scale ซง Imaging แทบทกชนดเปนภาพ
Gray scale ทงสน Computed tomography และ US เปน Gray scale เชนกน แตระดบความ
เขมจะมหลายระดบมากกวา CXR จะเหนไดชดคอ สขาวของนาและ Soft tissue ซงเหนจาก
CXR จะไมแตกตางกน แตหากใช CT หรอ US จะเหนวานาและ Soft tissue มสตางกน
นอกจากน CT ยงสามารถวดระดบ Density ของสสารในเชงปรมาณไดดวย ในขณะท CXR จะ
แสดง Density จะแสดงในเชงคณภาพอยางเดยว
7.2 Computed Tomography (CT SCAN) เอกซเรยคอมพวเตอร.
รปท 2.39 ตวอยางลกษณะเครอง CT SCAN
ทมา: เอกซเรยคอมพวเตอร.
46
การถายภาพแบบโทโมกราฟฟ (ภาพตดขวาง) ชวยทาให เหนภาพอวยวะ ภายใน
รางกาย ระนาบในระนาบหนง เทานน เทคนคของ โทโมกราฟฟแบบหนง คอ การทหลอดรงส
เอกซ และฟลมเคลอนท สมพนธกนในขณะถายภาพ โทโมกราฟฟน บางทเรยกวา โทโมกราฟ
ฟตามแกน (axial tomography) เนองจาก ภาพของอวยวะภายในผปวย ทปรากฏเปนภาพ ท
ขนานกบแกน ตามยาวของรางกายผปวย สาหรบ CT จะไดภาพทอยใน แนวตดขวาง กบแกน
ตามยาวของรางกายผปวย หรอ ไดโทโมแกรมตามขวาง (trasaxial tomogram)
รปท 2.40 ตวอยางภาพ จากการทา CT SCAN
ทมา: ขอมลตวอยางภาพเอกซเรยทรวงอก.
7.2.1 ขอดของการตรวจโดยเครองเอกซเรยคอมพวเตอร
7.2.1.1 ไดภาพทละเอยดชดเจน แยกความทบของเนอเยอตาง ๆ ใน
รางกายไดละเอยดมาก
7.2.1.2 สามารถแยกอวยวะตาง ๆแตละสวนไมใหมการซอนกน เชน
สามารถเหนเนอสมอง และโพรงสมองแยกจากกน
7.2.1.3 ชวยในดานการรกษาผปวยดวย เชน ชวยในการเจาะถงนา
หนอง ฝ หรอผาตดสมอง บางสวน
7.2.1.4 ชวยคานวณวางแผนการรกษาโดยรงสรกษาในผปวยทเปนเนอ
งอก โดยสามารถคานวณภาพของกอนเนองอกจรงๆ
47
7.2.1.5 ปจจบนมเครองเอกซเรยคอมพวเตอรรนใหม ๆ สามารถศกษา
การไหลเวยนของกระแสเลอด และการไหลเวยนของนาสมอง ไขสนหลงได โดยการฉดสารทบ
แสง (dynamic scan) รวมดวย
7.2.1.6 การตรวจดวยเอกซเรยคอมพวเตอร เปนการลดความเจบปวด
และอนตรายจากการตรวจพเศษทางรงสแบบอน ๆ เชน การตรวจ ระบบหลอดเลอด
(angiography)
7.2.1.7 ชวยลดเวลาในการตรวจวนจฉย ซงเปนผลดตอผปวย และ
โรงพยาบาล โดยเฉพาะอยางยงเครองรนใหม ๆ ยงใหประสทธภาพ ทงทางดานเทคนคการ
ถายภาพ และการแปลผลไดสงขน
7.2.1.8 ทางดานเศรษฐกจ แมวาการตรวจดวย เอกซเรยคอมพวเตอร
จะมราคาแพงแตเปนทแนชดวา การตรวจดวยวธนจะเปนการชวย ลดคาใชจายในดานการตรวจ
อน ๆ
7.2.2 ประเภทของการตรวจโดยเอกซเรยคอมพวเตอร ทนยมใชตรวจกนใน
ปจจบน
7.2.2.1 บรเวณสวนทเปนศรษะ และคอ เชน
- สมอง (Brain)
- คอ (Neck)
- โพรงอากาศรอบจมก (Paranasal sinus)
- กระบอกตา (Orbit)
- โพรงอากาศชองจมก (Nasopharynx)
- ชอง (Larynx) เปนตน
7.2.2.2 บรเวณชองทอง เชน
- ชองทองสวนบน (Upper Abdomen)
- ชองทองสวนลาง (Lower Abdomen)
- บรเวณชองทองทงหมด (Whole Abdomen) เปนตน
7.2.2.3 บรเวณชองอก เชน
- ปอด (Chest) เปนตน
7.2.2.4 สวนทเปนกระดกสนหลง เชน
- กระดกคอ (C-Spine)
- กระดกสนหลงชวงอก (T-Spine)
- กระดกสนหลงชวงเอว (L-Spine) เปนตน
48
7.2.2.5 กลามเนอ และกระดก สวนอน ๆ ยงไมคอยเปนทนยมใชตรวจ
โดยวธการน
7.3 Multiple Resonance Imaging (MRI) บรษทประชาชนอมเมจจงเซนเตอร
จากด MRI CENTER Prachachuen Imageing Group. คอ เครองตรวจรางกายโดยการสราง
ภาพเหมอนจรง ของสวนตางๆของรางกาย โดยใชสนามแมเหลกความเขมสง และคลนความถ
ในยานความถวทย (Radio Frequency) โดยทไมกอใหเกดอนตรายใดๆตอผรบการตรวจ
7.3.1 ความเปนมาของ MRI ภายหลงจากทไดมการสรางภาพตดขวางของ
รางกาย เพอใหเหนรายละเอยดของอวยวะภายในทเรยกวา เอกซเรยคอมพวเตอร ซงมศพท
ทางเทคนควาเครองคอมพวเตอร โทโมกราฟ : ซ.ท. ( Computed tomography: CT) ทาให
สามารถวนจฉยโรคตางๆ ไดมาก อยางไรกด ถาเปนภาพของเนอเยอออน อาจเหนรายละเอยด
ไมชดเจน นอกจากนนเครอง ซ.ท.สมยนนสามารถสรางภาพแตตามแนวตดขวางเทานน จงอาจ
เหนรายละเอยดของอวยวะ บางอยางไมชดเจน
รปท 2.41 ตวอยางเครอง Multiple Resonance Imaging (MRI)
ทมา: บรษทประชาชนอมเมจจงเซนเตอรจากด MRI CENTER Prachachuen Imageing
Group
จากขอจากดบางอยางของ CT จงไดมการนาเครองถายภาพอวยวะโดยอาศยพลง
แมเหลกมาใช ซงเครองดงกลาวนมชอเรยกทางเทคนควา เครองแมกเนตค เรโซนานซ อเมจจง:
เอม อาร ไอ (Magnetic Resonance Imaging: MRI) ทสามารถถายภาพของเนอเยอออนได
ชดเจนด ซงสามารถใหรายละเอยดและความคมชดเสมอนการตดรางกายออกเปนแผนๆ ทาให
49
แพทยสามารถเหนรายละเอยดของอวยวะตางๆ ไดดข น สามารถมองจดทผดปกตในรางกาย
คนเราไดอยางละเอยด อกทงสามารถถายภาพอวยวะตามระนาบตางๆ ไดทงตามแนวยาวหรอ
ตามแนวเฉยง เครอง MRI นไมมรงส สามารถตรวจไดทกวยแมเดกแรกเกดหรอหญงมครรภ
MRI ถกคนพบใน ค.ศ. 1946 โดยนกฟสกส 2 กลม ททางานแยกกน ไมเกยวของกน
เลย คอ เพอรเซล ( Edward Purcell) และคณะ กบ บลอซ( Felix Bloch) การคนพบทย งใหญ
ของนกฟสกส 2 กลมน นาไปสการใชงานทกวางขวาง ทงทางดานการวเคราะหทางเคม ทาให
ทราบเกยวกบ การจดเรยงตวของโมเลกลในสารประกอบ ดานฟสกส นาไปใชศกษา การเคลอน
ตวของโมเลกล (Molecular motion) ดงนน ค.ศ 1952 ทง บลอซ และเพอรเซล จงไดรบรางวล
โนเบลสาขา ฟสกส รวมกน
ค.ศ. 1971 MRI เรมเขามามบทบาททางดานการแพทย โดยนายแพทยเรมอนด ดา
มาเดยน (Raymond Damadian) ชาวอเมรกน โดยนามาใชตรวจสอบความแตกตางของเนอเยอ
ปกต และเนองอกรนแรง ปรากฏวา MRI สามารถแยกเนอเยอปกต ออกจากเนองอกรนแรงได
อยางเดดขาด
ค.ศ. 1973 เลาเตอรเบอร (Lauterbur) เปนบคคลแรกทพยายามสรางภาพชนบางๆของ
แฟนตอม ททาเปนหลอดบรรจนาขนาดเลก โดยใช MRI สาเรจ ภาพทสรางขนเปนการแสดง
ความหนาแนนของโปรตอน (Proton density)
ค.ศ. 1976 แมนฟลด(Professor Sir Peter Mansfield) และแมดสเลย ใช MRI เพอ
สรางภาพมนษยทมชวตไดเปนครงแรก และพฒนาจนกระทงสามารถสรางภาพไดตลอดทง
ลาตว และปจจบน MRI นบวาเปนเทคนค การสรางภาพทใหภาพในการวนจฉยโรคไดชดเจนด
ทง เลาเตอรเบอร ( Lauterbur) และ แมนฟลด (Professor Sir Peter Mansfield) ไดรบ
รางวลโนเบลสาขา การแพทยในป ค.ศ 2003
ค.ศ. 1987 Charles Dumoulin ไดสรางภาพเพอดการไหลเวยนของเลอดทเรยกวา
Magnetic Resonance Angiography (MRA)
MRI มชอเดมคอ Nuclear Magnetic Resonance Imaging แตตองเปลยนชอมาเปน
Magnetic Resonance Imaging (MRI) เนองจากเกรงวาคนทวไปจะเขาใจผดวา ใชรงส
(radioactive) ซงในความเปนจรงมไดเปนเชนนน ไมไดใช x-rays เหมอนกบ CT-scan และ
ไมไดฉดสาร nuclear element เครองตรวจโดยใชคลนแมเหลกไฟฟา (เอมอารไอ)
7.3.2 หลกการทางานของ MRI เกดจากอทธพลของสนามแมเหลกตอการ
จดเรยงตวของอะตอมทมอยในเนอเยอ โดยทอะตอมของไฮโดรเจนทมอยในนาและไขมนของ
รางกาย ซงตามปกตจะมการจดเรยงตวไมแนนอน อยางไรกด สามารถทาใหอะตอมดงกลาว
จดเรยงตวเปนระเบยบโดยอานาจแมเหลก ดงนน ในการตรวจวดดงกลาว เมอใหผปวยนอนอย
ในสนามแมเหลกทมกาลงสงอะตอมของโปรตอนจะจดเรยงตวกนเปนระเบยบ เมอทาการ
50
กระตนดวยคลนวทยการจดเรยงตวของโปรตอนเปลยนแปลงไป และเมอหยดกระตนโปรตอนก
จะกลบมาเรยงตวในสภาพปกต และปลอยสญญาณของคลนแมเหลกไฟฟาซงมความถเทากบ
ความถของคลนวทยทปลอยเขาไปกระตน สามารถบนทกคลนวทยทโปรตอนของเนอเยอปลอย
ออกมา และนามาสรางเปนภาพของอวยวะนนๆไดโดยระบบคอมพวเตอร โดยทเนอเยอทม
อะตอมของไฮโดรเจนนอยเชน กระดก จะแสดงภาพเปนสดา สวนเนอเยอทมไฮโดรเจนมากเชน
เนอเยอไขมน จะแสดงภาพเปนสขาวกวา ทาให MRI สามารถสรางภาพเนอเยอออนไดด ยง
สามารถสรางภาพหลอดเลอด หรอทางเดนนาดไดโดยไมตองฉดส
7.3.3 ขอดของการใชวธการตรวจแบบ MRI
- MRI สามารถใหภาพทแยกความแตกตางระหวางเนอเยอตางๆ
ไดชดเจน อกทงสามารถทาการตรวจไดในทกๆระนาบ ไมใชเฉพาะแนวขวางอยางเอกซเรย
คอมพวเตอร
- ใชไดดกบสวนทไมใชกระดก ( non bony parts) คอเนอเยอ (soft
tissues) โดยเฉพาะ สมอง เสนประสาทไขสนหลง และเสนประสาทในรางกาย ( CT scan ดภาพ
กระดกไดดกวา)
- ใชไดดกบ กลามเนอ เสนเอนยดกระดกและกลามเนอ
- สามารถตรวจเสนเลอดไดโดย ไมตองเสยงกบการฉดสารทบรงส
และการสวนสายยางเพอฉดส ซงมประโยชนตอวงการแพทยแผนปจจบนเปนอยางมาก เพราะม
ความปลอดภยสงและคาใชจายทคอนขางตา นอกจากนยงสะดวกสบายกวาเพราะไมจาเปนตอง
เตรยมตวใดๆทงกอนและหลงการตรวจ คนไขสามารถกลบบานไดทนททตรวจเสรจ
- ไมกอใหเกดอนตรายตอเนอเยอเหมอนใน CT scan เพราะไมใช
คลนรงส
7.3.4 ปจจบนไดมการตรวจโดยใชคลนแมเหลกไฟฟา ( MRI) เพอชวยในการ
วนจฉยโรคของกระดกและขอเปนจานวนมาก การตรวจ MRI จะเหนความผดปกตทเกดขน
ภายในโพรงกระดก หรอไขกระดกไดอยางชดเจน
7.3.5 ขอพงระวงกอนเขารบการตรวจ MRI
- ควรหลกเลยงในผทกลวทจะอยในทแคบๆ ไมสามารถนอนใน
อโมงคตรวจได (claustrophobic) เพราะ MRI มลกษณะเปนโพรง
- ควรหลกเลยงในรายทมโลหะฝงอยในรางกาย เชน
o ผทผาตดตดคลปอดหลอดเลอดในโรคเสนเลอดโปงพอง
(Aneurism Clips ) (คลปรนใหมมกเปนรน MRI compatible สามารถตรวจ MRIได)
o metal plates ในคนทดามกระดก
o คนทเปลยนขอเทยม
51
o คนทใสลนหวใจเทยม (Artificial Cardiac valve)
o ผทผาตดใสเครองกระตนการทางานของหวใจใหเปนจงหวะ
o ผทผาตดใสอวยวะเทยมภายในห
o ผปวยทใส Stent ทหลอดเลอดหวใจตองสอบถามจากแพทยท
ใส Stent วาเปน Stent ชนดใดจะทา MRI ไดหรอไมหรอตองรอกสปดาหคอยทา ปจจบน Stent
ทหลอดเลอดหวใจถาเปนรน MRI compatible สามารถทาไดทนทไมมผลเสยใดๆ
- ควรหลกเลยงในคนท เตรยมตวเขารบการผาตด สมอง ตา หรอ
ห ซงจะตองฝง เครองมอทางการแพทยไว (medical devices)
- ผทเคยไดรบอบตเหตทลกตา และสงสยวาจะมโลหะชนเลกๆ
กระเดนเขาไปในลกตาหรอมอาชพเกยวของกบโลหะ และมความเสยงตอการมโลหะชนเลกๆ
กระเดนเขาลกตา ซงถาเขาไปอยในสนามแมเหลกอาจมการเคลอนทของโลหะชนนนกอใหเกด
อนตรายได (การถายภาพเอกซเรยธรรมดาของตาจะชวยบอกไดวามหรอไมมโลหะอยในลกตา)
- ใสเหลกดดฟน ถาตองทา MRI ตรวจในชวงบรเวณ สมองถง
กระดกคอควรตองถอดเอาเหลกดดฟนออกกอน เพราะจะมผลตอความชดของภาพ
- ผท รบการตรวจรางกายดวย MRI จะตองนาโลหะตางๆออกจาก
ตว เชน ก ปหนบผม ฟนปลอม ตางห เครองประดบ ATM บตรเครดต นาฬกา thumbdrive
Pocket PC ปากกา ไมเชนนน อาจจะทาให สงของไดรบความเสยหาย และอาจถกฉดกระชาก
นอกจากนยงทาใหภาพทอยบรเวณโลหะไมชด
- ไมควรใชอายชาโดว และมาสคารา เพราะอาจมสวนผสมของ
โลหะ ทาใหเกดเปนสงแปลกปลอมในภาพได
- จากขอมลทมอยในปจจบน ไมพบวาการตรวจ MRI มอนตรายตอ
ทารกในครรภ แตถาไมจาเปนจรงๆไมควรตรวจในระยะ 3 เดอนแรกของการตงครรภ
- หองตรวจ MRI มสนามแมเหลกแรงสงตลอดเวลา มผลตอการ
ทางานของเครองมอทไวตอแมเหลก เชน เครองกระตนการทางานของหวใจใหเปนจงหวะ
ดงดดวตถทเปนโลหะทกชนดทเหนยวนาแมเหลก เชน เหลกโลหะอน ๆ ทมสวนประกอบของ
เหลก ลบขอมลจากเทปแมเหลก การดทใชแถบแมเหลก เชน ATM , บตรเครดต , นาฬกา ,
thumb drive หรอ พวกเครอง Pocket PC
52
รปท 2.42 รปตวอยางอวยวะสวนตางๆของรางกาย จากการตรวจดวยวธ MRI
ทมา: บรษทประชาชนอมเมจจงเซนเตอรจากด MRI CENTER Prachachuen Imageing
Group
จากขอมลจะเหนวาวธการตรวจหาความผดปกตของปอดนน สามารถกระทาไดหลาย
วธ และแตละวธกใหความละเอยดของภาพทแตกตางกน ซงการถายภาพ Chest X-ray จะเปน
วธทนยมมากทสด ซงเปนวธแรกหรอเปนการตรวจเบองตน ทแพทยนยมนามาใชเนองจากม
ราคาทถก และสะดวกรวดเรวทสด เมอเปรยบเทยบกบการทา CT SCAN และ MRI ถงแมวา
การทา CT SCAN และ MRI จะใหความละเอยดภาพ และใหขอมลมากกวา แตกจะเปน
ทางเลอกรองลงมา จะเลอกใชวธดงกลาวกตอเมอภาพ Chest X-ray ไมสามารถแสดงใหทราบ
ถงความผดปกตของปอดไดแนชด จงจะเลอกใช CT SCAN หรอ MRI ตอไป และยงมปจจย
อนๆอกททาใหโรงพยาบาลทวประเทศ และแพทยสวนมากเลอกการทา Chest X-ray เปนการ
ตรวจเบองตนดวยมขอดดงทกลาวมา และภาพ Chest X-ray ยงสามารถแสดงรายละเอยดของ
อวยวะภายในทรวงอก และชองทองสวนบนไดด ซงถาแพทยมความชานาญมากพอกสามารถ
ใชเพยงภาพ Chest X-ray ระบทมาของความผดปกตของโรคบรเวณทรวงอก และชองทอง
ดานบนได
จากรปท 2.46 เปนตวอยางภาพทผานการทา MRI จากอวยวะ หรอบรเวณสวนตางๆ
ของรางกาย ซงการทา MRI แสดงใหเหนรายละเอยดของอวยวะภายในไดชดเจน ไมวาจะเปน
สมอง เสนเลอด กระดกสนหลง หรอชองทอง
53
ตารางท 2.6 เปรยบเทยบ ราคา เวลาในการตรวจ และเวลาในการวนจฉยโรคปอด ของแตละวธ
Methods
Expense
(Baht)
Usage Time
(Minute)
Diagnosis
(Minute)
MRI 8,000-12,000 30-60 10-30
CT SCAN 5,000 10-20 10-30
Chest X-Ray 170-300 3-5 5-10
จากตารางจะเหนวาการตรวจดวยวธ Chest X-ray มตนทนการตรวจนอยทสด ใชเวลา
ในการทาการตรวจนอยทสด และใชเวลาในการวนจฉยโรคนอยทสดเชนกน นจงเปนเหตผล
สาคญทโรงพยาบาลโดยมากเลอกการทา Chest X-ray เปนการตรวจหาความผดปกตเบองตน
8. การประมวลผลภาพ (Image Processing) ผศ. ดร.ชาญชย ปลมปตวรยะเวช , นาย
โสภณ ผมจรรยา. หมายถง การนาภาพมาประมวลผลหรอคดคานวณดวยคอมพวเตอร เพอให
ไดขอมลทตองการ ไดมการประยกตและพฒนาเทคนคในการศกษาและวจยการประมวลผลภาพ
ไปใชในงานตางๆมากมาย ไมวาจะเปนดานอตสาหกรรม การแพทย การเกษตร และอนๆทอก
มากมายทสามารถนาการประมวลผลภาพไปประยกตใชไดอยางกวางขวาง และในงานวจยนก
ใชการประยกตจากการประมวลผลภาพมาใชการวเคราะหหาความผดปกตของปอด จากภาพ
เอกซเรยทรวงอก ซงเปนภาพทางการแพทยทนยมใชในการตรวจรางกายพนฐานใน
โรงพยาบาลและสถานพยาบาลทวโลก
รปท 2.43 ตวอยางภาพทนาไปประยกตใชในการประมวลผลภาพ
ทมา: ผศ. ดร.ชาญชย ปลมปตวรยะเวช, นายโสภณ ผมจรรยา.
54
8.1 รปรางของภาพ ( Image Shape) Introduction to Digital Image Processing.
วตถทมอยตามธรรมชาตและทมนษยสรางขนมรปรางทแตกตางกนไป ทงทเปนรปทรง
เรขาคณตและไมเปนรปทรงเรขาคณต การทจะหาขอบเขต หรอสวนของภาพจากภาพทงหมด
เปนสงสาคญอยางหนงในขนตอนของการประมวลผลภาพ เพอทจะแยกสวนทตองการนามา
ประมวลออกจากภาพอนๆทรวมอยดวยและเราไมตองการนามาใชในการประมวลผลภาพ
ฉะนนเราจงตองใชข นตอนในการหารปรางของอวยวะทเราตอง อยางเชนในงานวจยนเพอหา
ขอบเขตสวนของปอด แยกออกจากรางกาย
8.2 Gray scale Gray Scale Image. หมายถง ความเขม/จางของสระดบเทาทม
พสย (range) จากเขมสดไปสออนสด (ดา-ขวา) 0-255 ซงในภาพเอกซเรยทรวงอกนนภาพทได
จะเปนระดบเทา ซงการแปลความหมายจากภาพระดบเทาเปนการวนจฉยของแพทยม
ความสาคญเปนอยางมากในการแยกแยะความแตกตางของอวยวะในรางกายจากการพจารณา
ภาพระดบเทา และในการประมวลผลภาพกเชนเดยวกน เพราะขอมลในภาพส หรอภาพระดบ
เทานนมความตางกนอยางมาก ซงในงานวจยนการจะทาการประมวลผลภาพไดตองกทาการ
แปลงภาพใหภาพระดบเทาจรงๆเสยกอน ถงจะทาการประมวลผลภาพในขนตอนตอไปได
รปท 2.44 ระบบส Grayscale
ทมา: Introduction to Digital Image Processing.
8.3 การแบงสวนภาพ ( Image Segmentation) ผศ. ดร.ชาญชย ปลมปตวรยะเวช ,
นายโสภณ ผมจรรยา . เปนวธการแบงสวนใดสวนหนงของภาพทเราสนใจออกมาจากภาพท
เราตองการ เปนขนตอนเบองตนและสาคญอยางมากของการประมวลผลภาพทางการแพทย ซง
ในงานวจยกตองใชหลกการนในการแบงสวนของภาพเชนกนในการหาสวนของภาพปอดแตละ
ภาพทางการแพทยทไดจากเครองถายภาพแบบตางๆ นน โดยปกตมกจะมองคประกอบอน ๆ
55
ทอยใกลเคยงกบอวยวะททาถายภาพมา เชน เนอเยอ กระดก อวยวะขางเคยง หรอแมกระทง
สญญาณรบกวน (Noise) ทข นในขณะถายภาพ ดวยเหตน การวเคราะหเฉพาะอวยวะทตองการ
จงจาเปนตองใชการแบงสวนภาพมาทาหนาทตดแยกสวนทเราตองการออกมา
การแบงสวนภาพทางการแพทยมทงการแบงสวนภาพแบบ 2 มต และ 3 มต ขนอย
ความจาเปนและวตถประสงคของการนาไปวเคราะห โดยวธการแบงสวนภาพทกาลงไดรบความ
นยมในงานวจยเกยวกบภาพทางการแพทย ไดแก แอคทฟคอนทวร (Active Contour) เปนตน
8.4 การแบงสวนภาพโดยใชแอคทฟคอนทวร (Active Contour) L.D. Cohen and
I. Cohen ในป ค.ศ. 1988 แอคทฟคอนทวรหรอ Snake ไดนาเสนอโดย Kass, Witkin และ
Terzopoulus คณสมบต Snake มลกษณะเหมอนกบ Energy Minimizing Spline โดยพลงงาน
ของ Snake ขนอยกบรปรางและตาแหนงของ Snake บนภาพ เสนโครงรางของ Snake (Snake
Contour) สามารถทแสดงในรปของจดควบคม (Control Point) ทเชอมตอเหมอนยางและการทา
ใหพลงงานตาสดของ Snake ทาใหเสนโครงรางเปลยนรปจากตาแหนงเดมไปยงตาแหนง
ขางเคยง โดยใชลกษณะเดนเชนขอบของวตถในภาพเปนพลงงานในการเคลอนแอคทฟคอน
ทวรใหครอบคลมบรเวณทเราสนใจ
ปจจบนไดมการนาเอา Snake L.D. Cohen and I. Cohen มาใชในการแบงสวนภาพ
อยางกวางขวางเชนในทางการแพทย การรจาใบหนา เปนตนและไดมการพฒนาปรบปรง
ประสทธภาพอยางตอเนอง โดยสมการทใชในการแบงสวนภาพในงานหาไดจากสมการตอไปน
=Ε )(x ∫1
0 21
+ 22 )(")(' sXsX βα dssxext ))((Ε+
(2.1)
ในวงเลบ คอ ระดบพลงงานภายในและ Eext เปนพลงงานภายนอก x' (s) และ x" (s)
เปนพลงงานทควบคมความเรยบ และความยดหยนของเสนแอคทฟคอนทวร บนตวแปร α และ
β ตามลาดบ
8.5 ฮสโตแกรม (Histogram) รศ.ดร.ชชาต ปณฑวรจน . (2552) ฮสโตแกรม
หมายถงการกระจายของคาพกเซลในภาพ ในกรณของภาพระดบ ( Gray Level Image) ฮสโต
แกรมคอการกระจายของคาความเขมในภาพ ในกรณของภาพสฮสโตแกรมเปนการดการ
กระจายของคาสในแตละองคประกอบ การแสดงฮสโตแกรมมกแสดงเปนกราฟโดยทแกนนอน
เปนจานวน bin สวนแกนตงเปนจานวนพกเซล สาหรบภาพ 8 บท จานวน bin สงสดทมไดคอ 28 =256 bin แตละ bin เกบคาจานวนนบของพกเซล เชนถาจานวน bin=256 bin ทตาแหนง 0
เกงคาจานวนของพกเซลทคาพกเซลเทากบ 0 ในกรณของภาพ 8 บททจานวน bin อาจนอย
กวา 256 แตละ bin เกบคาจานวนนบของพกเซลทมคาพกเซลอยในชวงทกาหนด เชนกรณ
56
bin=16 bin ทตาแหนง 0 เกบคาจานวนของพกเซลทคาพกเซลทอยในชวง
1616/02560 =≤ เปนตน ฮสโตแกรมอาจแสดงใน 2 มตในลกษณะของภาพระดบเทาไดโดย
แกน x และ y เปน bin สาหรบ 2 องคประกอบทสนใจ และคาทตาแหนง (x, y) เปนคาจานวน
นบสาหรบพกเซลทมคาของพกเซลตกใน bin นนๆ เชนกรณ จานวน bin=256 ถาใหแกน x
และแกน y เปน bin สาหรบองคประกอบแดงและเขยวตาแหนง (0, 0) เกบคาจานวนพกเซลท
คาสแดง และเขยวเทากบศนย ในงานวจยนใชการวเคราะหความผดปกตของปอดจากฮสโตแก
รมเปนหลก เนองจากฮสโตแกรมนนเปนการแสดงคา Intensity ในปอดแตละขางซงคาทไดของ
ปอดแตละขางมความแตกตางกนตามลกษณะอาการของโรคแตละชนด ซงเราตองวเคราะหและ
แปลผลความตางนนเพอมาบอกถงสงทเกดขน
8.7 การประมวลผลภาพทางการแพทย (Medical Image) ผศ. ดร.ชาญชย ปลมปต
วรยะเวช, นายโสภณ ผมจรรยา . งานวเคราะหภาพทางการแพทย เปนตองนาศาสตรทางดาน
การประมวลผลภาพมาประยกตใช เพอเพมประสทธภาพการทางานของแพทยผเชยวชาญใน
การวนจฉยโรคตาง ๆ หรอตรวจหาความผดปกตของอวยวะตาง ๆ ในรางกายของผปวยได
รวดเรวยงขนและมประสทธภาพมากขน
ในปจจบน เทคนคการถายภาพทางการแพทย ซงทาใหแพทยสามารถตรวจดอวยวะ
สาคญ ๆ ตาง ๆ ภายในรางกายไดโดยไมจาเปนตองผาตด ไดพฒนาไปไกลมาก เรมจากเครอง
เอกซเรย (X-Ray) ซงสามารถถายภาพโครงสรางกระดกและอวยวะบางอยางเชน ปอด ภายใน
รางกายได ตอมาไดมการพฒนาสรางเครอง CT (Computed Tomography) ซงสามารถจบภาพ
อวยวะตาง ๆ ในแนวระนาบตดขวางได ทาใหเราเหนขอมลภาพไดมากขน อกทงยงมเครอง
MRI (Magnetic Resonance Imaging) ซงใชถายภาพสวนทเปนเนอเยอทไมใชกระดก ( soft
tissues) ไดด ภาพ MRI นนอกจากจะใหขอมลทางกายภาพแลวยงใหขอมลทางเคมไดอกดวย
เครอง MRI ยงสามารถถายภาพอวยวะทตองการในระนาบตาง ๆ ไดดวย โดยไมจาเปนตอง
เคลอนยายตาแหนงของผปวย
การประมวลผลภาพทางการแพทย เปนการนาเทคนคหรอวธการตาง ๆ ของการ
ประมวลผลภาพ มาใชกบภาพทางการแพทย ไมวาจะเปนการแบงสวนภาพ การหาขอบเขต
การเปลยนเปนภาพระดบเทา และอนๆอกมากมายในหลายเทคนคทนามาใช โดยการเลอกใช
เทคนคตาง ๆ จะขนอยกบเปาหมายหรอวตถประสงคของการวเคราะหภาพทางการแพทยนน
ๆ เพอใหไดผลลพธ ทชวยใหแพทยสามารถวเคราะหภาพเหลานนไดสะดวกและรวดเรวมากขน
โดยเทคนคของการประมวลผลภาพมมากมายหลายวธการ ซงสวนใหญแลว ในการวเคราะห
ภาพทางการแพทยมกจะใชหลาย ๆ วธการรวมกน เพอใหไดสงทตองการตามเปาหมายหรอ
วตถประสงคของการวเคราะหภาพทางการแพทยนน ๆ
57
จากรปท 2.49 เปนภาพทางการแพทย และตวอยางการประมวลผลภาพจากภาพทาง
การแพทย ทมาจากอวยวะตางๆในรางกาย ไมวาจะเปนสมอง หวใจ หรอแมแตเสนเลอด
รปท 2.45 ตวอยางภาพทางการแพทย และการประมวลผลภาพดวยวธแบงสวน
ทมา: ผศ. ดร.ชาญชย ปลมปตวรยะเวช, นายโสภณ ผมจรรยา.
บทท 3
การออกแบบ และวธการดาเนนการ
แนวทางในการพฒนาระบบ คอการนาภาพเอกซเรยของปอดปกต และปอดทผดปกต
ลกษณะตางๆ มาทาการหา Pattern ของปอดทงสองประเภท (ปกต และผดปกต) ซงการ
กาหนด Pattern ของปอดทปกต และผดปกตนน เปนการนาความรทางการแพทย ววฒนา
ถนอมเกยรต พ.บ. (2546). พญ. สวธนา นนทะสต. (2550). รศ.นพ.วรฬห ขาวปรสทธ พบ.
(2542). ทอธบายถงลกษณะโดยทวไปของลกษณะส ของภาพปอดปกตทปรากฏบนฟลม
เอกซเรย มาเปนปจจยหลกสาคญในการตรวจสอบ และกาหนด Pattern ของปอดทปกต และใช
ความรทางการแพทย ทเกยวกบตาแหนงทางกายภาพของปอดทปกต มาใชในการกาหนดจด
เพอหาขอบเขตของปอด ไดแก
ลกษณะสของปอดปกต
1. โดยทวไปของปอดจะมสขาวดานในเปนเสนเลกๆ กระจายตวกนเสมอกนทวปอด
2. สขาวโดยทวไป ดไมราบ ชดจนเกนไป
3. ปอดสไมดาสนท
4. ไมมสขาวเปนกลมกอน หรอขาวมากเกนไป
5. การเดนเสนของสขาว ไมเปนเสนตรงในแนวระนาบ หรอแนวขนาน
6. เสนสขาว จะเดนจากบนลงลาง แลวกระจายตวไปทวปอด จากเสนใหญไปเลก
7. ปอดทงสองขางจะมขนาด และสใกลเคยงกน
ตาแหนงของปอดปกต
1. ดานบนสด อยเหนอไหปลารา ชดซโครงดานบน
2. ดานขางตดกบซโครงพอด ไมมชองวาง
3. ดานลางตดกะบงลม
4. กะบงลมดานขวาสงกวาดานซายเลกนอย(ไมเกนซโครงหนงชอง)
5. ตรงกลางดานลางมหวใจอยเยองไปทางซายเลกนอย
59
ขอมลความรทางการแพทยทแสดง สามารถสรปไดวา ปอดทปกตโดยทวไปสจะไมดา
สนท หรอวาขาวชดมากจนเกนไป ไมมการเกาะกลมกระจกตวของกลมสขาวเปนกลมกอน และ
ปอดทงสองขางมขนาด และสทใกลเคยงกน
จากขอมลทสรป เราจงสามารถนาความรทางดาน Images processing มาประยกตเพอ
ใชในการแกไขปญหาดงกลาวโดยการหาคา Histogram ของภาพปอดทงสองขาง เพอนามา
วเคราะหหา คาความแตกตาง และเปรยบเทยบ ความ ตางของคา Histogram แตละตาแหนง
เปรยบเทยบกนจดตอจดเพอใหทราบถงลกษณะความตางของกราฟ Histogram ของปอดแตละ
ขางเปรยบเทยบกน เพอใชในการกาหนด Pattern ของปอดปกต โดยมรายละเอยดขนตอนการ
ทางานตางๆดงน
ลาดบขนตอนการทางานของระบบ
1. หาขอบเขตของปอด
2. กาหนดจดคา X Y ขอบเขตปอด
3. แปลงภาพ RGB เปนภาพ Gray
4. การหาคาฮสโตแกรมของภาพปอด
5. กาหนดจดคาจากกราฟฮสโตแกรม 25 จดจากปอดแตละขาง
6. พลอตกราฟจากคาทกาหนดจดไดเปรยบเทยบกน
7. นาคาทกาหนดจดไดจากปอดทงสองขางลบกนแลวพลอตกราฟ
8. การพสจนผล
60
แผนภาพท 3.1 ไดอะแกรมวธการและขนตอนการทางานของระบบ
61
Normal Abnormal
รปท 3.1 ปอดทปกต และภาพปอดทผดปกต
ทมา: กลมงานรงสวทยา โรงพยาบาลสรรพสทธประสงค [37]
1. หาขอบเขตของปอด การหาขอบเขตบรเวณของปอดโดยใช Active Contour by
Snake ใชกระบวนการหาขอบเขตปอดแบบกงอตโนมต โดยในขนแรกจะใชวธการกาหนดจดท
เปนขอบเขตของปอดโดยตรงจากผใชงาน โดยนาความรทางการแพทยทเกยวกบกายภาพของ
ปอดมาเปนหลกการในการกาหนดจดแตละจด และจากนนจงจะทาการ Deform หาขอบเขต
ของปอดดวย Snake หลงจากการ Deform แลวเรากจะไดคา x, y ทเปนตาแหนงบรเวณขอบ
ของปอด
รปท 3.2 การกาหนดจดเพอทา Active Contour by Snake
ทมา: กลมงานรงสวทยา โรงพยาบาลสรรพสทธประสงค
62
การหาคาขอบเขตของปอดดวยวธ Active Contour by Snake หาไดจากสมการตอไปน
=Ε )(x ∫1
0 21
+ 22 )(")(' sXsX βα dssxext ))((Ε+
(3.1)
สมการของการทา Active Contour ในวงเลบ คอ ระดบพลงงานภายในและ Eext เปน
พลงงานภายนอก x' (s) และ x" (s) เปนพลงงานทควบคมความเรยบ และความยดหยนของเสน
แอคทฟคอนทวร บนตวแปร α และβ ตามลาดบ
2. กาหนดจดคา x, y ขอบเขตปอด นาคา x, y ทไดจากการทา Active Contour มา
ใชในการหาพนทของปอดทตองการ เพอทจะสามารถกาหนดพนทเพอแสดงเฉพาะสวนของ
บรเวณปอด
รปท 3.3 สวนเฉพาะปอด หลงจากกาหนดจด X Y
3. แปลงภาพ RGB เปนภาพ Gray กอนทจะนาภาพปอดไปหาคา Histogram ไดนน
ภาพปจจบนทไดยงเปนภาพ RGB อยถงแมวาจะมองเปนภาพระดบเทา ( Gray) แลวกตามแต
เมอนาไปเขากระบวนการหาคา Histogram ใน Matlab จะไมสามารถทาได ฉะนนจงตองแปลง
ภาพทไดเปนภาพ Gray ทสมบรณเสยกอน
63
รปท 3.4 กอนและหลงการแปลงภาพจาก RGB เปนภาพ Gray
4. การหาคา Histogram ของภาพปอด เมอไดภาพ Gray แลวกสามารถหาคา
Histogram ได ซงคา Histogram ทไดนนเราตองนามาหาผลรวมของคา Histogram ของปอด
แตละขาง แลวนาคา Histogram ของปอดแตละขางมาลบกนอกทหนงเพอทจะไดผลของคา
ความแตกตางของ Histogram ของปอดทปกต และปอดทผดปกต วาม Pattern ของปอดทปกต
อยทเทาใด
รปท 3.5 แสดงผลการหาคา Histogram ของปอดปกต
64
รปท 3.6 แสดงผลการหาคา Histogram ของปอดผดปกต
จากภาพทแสดงผลการหาคา Histogram ของปอดปกต และปอดทผดปกตจะสามารถ
มองเหนถงความแตกตางของภาพจากกราฟ Histogram ได จาก Histogram ของภาพปอด
ปกตจะเหนไดวากราฟของ Histogram จะมลกษณะใกลเคยงกนมาก ซงจะมความแตกตางอย
บางกคอ Histogram ของปอดขางซายทจะม คา Histogram ทเดนไปทางสขาวมากกวาปอด
ดานขวาเนองจาก ปอดขางซายมอวยวะของหวใจรวมอยดวยจงทาใหผลทออกมาเปนเชนนน
ตอมาภาพ Histogram ของปอดทผดปกตจะเหนไดชดเจนวากราฟ Histogram มความ
แตกตางกนมากอยางเหนไดชดวาปรมาณ สขวา และสดาของปอดทงสองขางแตกตางกนมาก
สดาของปอดขางซายนอยกวาปอดขางขวาอยางเหนไดชด และเมอลองพจารณาดสขาวกใหผล
ทแตกตางกนมากเชนกน ซงสขาวของปอดทางดานซายมปรมาณมากเดนชดผดปกต เนองจาก
สขาวทปรากฏกระจกรวมตวกนอยางผดปกต จากความรทางการแพทย
5. การกาหนดจดจากกราฟฮสโตแกรม 25 จดของปอดแตละขาง จากรปท 3.7 คาใน
แกน X จะเปนระดบ Intensity ของภาพ Gray ตงแต 0 – 255 โดยเราจะทาการกาหนดจดเปน
ชวงๆ 10 ตาแหนง ซงเราจะไดจดของการกาหนดจดทงหมด 25 จดดวยกน ซงการใชวธนจะทา
ใหเราทราบถงลกษณะรปรางของกราฟฮสโตแกรม
65
รปท 3.7 ภาพกราฟตวอยางการกาหนด 25 จดจากกราฟฮสโตแกรม
6. พลอตกราฟจากคาทกาหนดจดไดเปรยบเทยบกน จากรปท 3.8 แสดงตวอยาง
การพลอตกราฟขอมลของปอดทงสองขางจากการ กาหนดจดขอมล 25 จดแลวยกกาลงสองทก
จด นามาพลอตกราฟเปรยบเทยบกนโดยทแกน X คอระดบ Intensity 0 – 255 และแกน Y คอ
ระดบคาขอมลซงกาหนดชวงขอมลเรมตงแต 0 และเพมทกชวงๆละ 5,000,000 จนถง
50,000,000
รปท 3.8 รปตวอยางการพลอตกราฟปอดทงสองขางเปรยบเทยบกน
7. นาคาทกาหนดจดไดจากปอดทงสองขางลบกนแลวพลอตกราฟ จากรปท 3.9
แสดงรปตวอยางการนาคาขอมลของปอดขางซายและขวาลบกนจดตอจด แลวนาคาทไดมา
พลอตเปนกราฟเพอแสดงใหเหนถงความแตกตางของขอมลปอดขางซายและขางขวา
66
รปท 3.9 รปตวอยางการพลอตกราฟคาความตางของปอดทงสองขาง
8. การพสจนผล
8.1 การหาคาความแตกตางของ Intensity โดยการคานวณหาคาผลรวม
Intensity จาก Histogram ของปอดดานซายสามารถหาไดจากสมการตอไปน
255
0 iiHistL IL
== Σ
(3.2)
IL คอคา Intensity ของปอดขางซาย และ i คอคา Intensity ระหวาง 0-255 และการ
คานวณหาคาผลรวม Intensity จาก Histogram ของปอดานขวาสามารถหาไดจากสมการ
ตอไปน
255
0 iiHistR IR
== Σ
(3.3)
IR คอคา Intensity ของปอดขางขวา และ i คอคา Intensity ระหวาง 0-255 สวนคา
ความแตกตางของผลทไดจากสมการท ( 2) และ ( 3) คอผลคาความแตกตางของปอดขางซาย
และปอดขางขวา หาไดจากสมการดงตอไปน
67
รปท 3.10 รปเอกซเรยทรวงอกของภาพปอดปกตทใชในการทดสอบ
ทมา: กลมงานรงสวทยา โรงพยาบาลสรรพสทธประสงค
ตารางท 3.1 แสดงคา Difference ของคา Histogram ของรปท 3.10
ซงใชเปนคา Th สาหรบใชเปรยบเทยบ
hist R hist L Diff
148,424
217,646 69,222
จากตารางท 3.1 คามาตรฐาน Th ทใชเปนคาเปรยบเทยบหาความผดปกตของปอด ซง
คาทไดเปนคาสงสดของคาความแตกตาง Histogram ของปอดปกตทได
8.2 หาคา COG (Center of Gravity) ของคา Histogram จากภาพปอดทงสอง
ขาง เพอหาจดศนยถวงของคา Histogram ทไดจากสมการตอไปน
(3.5)
68
อยางไรกตามจากหลกการในการหาผลรวมและผลตางของ Intensity จาก Histogram
ของภาพปอดทงสองขาง แลวนามาหาคาความแตกตางของ Intensity ของปอดทงสองขางนน
ยงไมสามารถแสดงให เหนถงลกษณะเฉพาะของปอดทปกต และปอดทผดปกต ในบางกรณได
เชนในกรณทปอดมความผดปกตทงสองขาง คาความแตกตางของ Intensity ทไดกจะไดคาท
นอยและใกลเคยงกบคาความแตกตาง Intensity ของปอดปกตทาใหไมสามารถบอกถงความ
ผดปกตของปอดได
รปท 3.11 ภาพปอดผดปกต ซงใหคาความแตกตางใกลเคยงปอดปกต
ทมา: กลมงานรงสวทยา โรงพยาบาลสรรพสทธประสงค
จากรปท 3.11 เปนภาพเอกซเรยทรวงอก ทแพทยระบวามความผดปกตเกดขน ใน
ปอดขางขวา แตจากหลกการทใชในเบองตนกบระบวาปอดปกตเนองจาก คาความแตกตางของ
Intensity มคานอยกวาคา Th ของปอดปกตมากทาใหไมสามารถแยกแยะความผดปกตของ
ปอดดวยการหาคาความแตกตางของ Intensity เพยงอยางเดยวได
ตารางท 3.2 แสดงคา Difference ของคา Histogram ของรปท 3.11
hist R hist L Diff
281,698
327,782 46,084
จากตารางท 3.2 แสดงใหเหนถงคาความตางของคา Intensity ของปอดทงสองขางนนม
ความแตกตางกนนอยกวาคา Th และจากการใชการหาคา COG เพอหาจดศนยถวงของคา
69
Histogram มาชวยในการระบถงความผดปกตของปอดนนกยงไมสามารถแสดงใหเหนถงความ
ผดปกตของปอดไดดงจากคาทไดจากตารางท 3.2 ซงผลทไดคาความตาง (Diff) ของ
histogram ของปอดขางซายและขางขวา มความตางกนนอยกวาคาความตางของปอดปกต
ตารางท 3.3 แสดงคา COG และคาความตาง (Diff) ของรปท 3.11
hist R hist L COG R COG L Diff
695,270
823,954 101 99 2
จากตารางท 3.3 แสดงถงคา COG ของภาพปอดทผดปกตซงไดคาความตางของคา
COG นอยมากทงๆทปอดมความผดปกตจากทแพทยระบ และจากภาพ Histogram ทไดกม
ความแตกตางของภาพอยางเหนไดชด จากรปท 3.12
รปท 3.12 แสดงความแตกตางของภาพ Histogram ของรปท 3.7
จากรปท 3.12 เสนประแสดงใหเหนถง COG (จดศนยถวง) ของคา Histogram ซงรป
ทงสองกใหคาความตางของคา COG ไดนอยมาก และจากทลกศรชคอจดตดของแกน X และY
ของคา COG ซงคาทไดจากจดสองจดนมคาความตางกนนอยมาก แตจากการมองดวยตาจะ
เหนวากราฟ Histogram ของทงสองภาพนนแตกตางกนอยางเหนไดชด จากกราฟทางดานซาย
คอกราฟ Histogram ของปอดขางขวา ซงจดทพคของกราฟกคอจดทระบถงความผดปกตของ
ปอดขางขวาตามทแพทยระบ แตจากการใชวธหาคาผลตางของคา Histogram และ COG ไม
สามารถจะบอกถงความผดปกตของภาพปอดได
COG L= 99 COG R = 101
70
8.3 หาการเกาะกลมของขอมลจากกราฟ 2 มต
8.3.1 จากขอมล Histogram
รปท 3.13 การดการเกาะกลมของขอมล Histogram
จากรปท 3.13 ดการเกาะกลมของขอมล Histogram ซงจะพบวาขอมลมการเกาะกลม
กนและมการกระจายของขอมลปะปนกนของขอมลทงสองชนด ยงไมสามารถแสดงถงความ
แตกตางอยางเหนไดชดได
8.3.2 จากขอมล COG
รปท 3.14 การดการเกาะกลมของขอมล COG
จากรปท 3.14 ดการเกาะกลมของขอมล COG กราฟทไดกยงมการกระจายตวของ
ขอมลปะปนกนในกลมของคาของภาพปอด ปกตและผดปกตซงกยงไมสามารถแยกใหเหนถง
ความแตกตางของขอมลทงสองได
71
8.3.3 ยกกาลงสองจากคา COG
รปท 3.15 การหาการเกาะกลมของขอมล COG ยกกาลงสอง
จากรปท 3.15 เปนการนาคา COG ทหาไดจากคา Histogram ของภาพปอดทงสอง
ประเภทมายกกาลงสองแลวนามาพลอตกราฟดการเกาะกลมของขอมล ซงผลทไดกยงไม
สามารถแยกความแตกตางของกลมขอมลทงสองใหเหนเดนชดได
8.3.4 ยกกาลงสองจากคา Histogram
รปท 3.16 การหาการเกาะกลมของขอมล Histogram ยกกาลงสอง
จากรปท 3.16 แสดงกราฟของการนาคา Histogram มายกกาลงสอง ซงสงเกตวากลม
ของขอมลภาพปอดทปกตมการเกาะกลมทอยตาลงมาทางดานลางของกราฟ แตอยางไรกดใน
กลมขอมลภาพปอดทผดปกตกยงกระจายตวอยในกลมของภาพปอดทปกต ซงกทาใหไม
สามารถแยกความแตกตางของขอมลทงสองกลมไดเชนเดม
72
8.3.4 ดจากองศาของขอมล จากกราฟขอมลทผานมาในขอ 8.3 ทงหมด ถา
ใชหลกการในการดองศาของขอมล จากการพจารณาองศาของขอมลของภาพปอดปกตและ
ผดปกต กยงมหลายๆจดทมองศาของขอมลอยในแนวเดยวกน และมบางจดทขอมลทงสอง
ประเภทซอนทบตาแหนงเดยวกน ฉะนนการใชหลกการนจงไมสามารถแกไขปญหาทเกดขนได
8.4 การหาพนทของปอด การหาพนทของปอดดานซายและขวาเพอเปรยบเทยบ
กน จากความรทางการแพทย ไดบอกไววาปอดของคนเราโดยทวไปแลวมขนาดใกลเคยงกน
จะใหญบางเลกบางตางกนไปตามโครงสรางทางกายภาพของทรวงอกของแตละคน ซงการหา
พนทของปอดจากภาพ Chest X-ray ทไดนนกมขนาดของปอดขางซายและขวาใกลเคยงกน
เพราะการเปรยบเทยบกนนนกจะเปนการเปรยบเทยบจากปอดของคนๆเดยวกน ไมสามารถ
นาไปเปรยบเทยบกบปอดของคนอนได ฉะนนคาทไดจงไมสามารถนามาวเคราะหหาความ
ผดปกตได และดานลางเปนตวอยางภาพและผลการหาพนทของปอด
พนทปอดขางขวา 6.4944e+003 (A)
พนทปอดขางซาย 5.4894e+003 (B)
A – B = | 1005 | ตารางพกเซล
รปท 3.17 ภาพเฉพาะสวนของปอดปกต ขาว-ดา จากรปปอดปกตท 3.1
8.5 วเคราะหจากรปรางของกราฟ Histogram จากหลกการดงกลาวขางตนไม
สามารถบอกถงความผดปกตของปอดไดในบางกรณ เนองจากการวเคราะหเฉพาะคาความตาง
Histogram, COG และการพลอตกราฟ 2D จากคาตางๆ ยงพบขอบกพรองบางประการ เราจง
ใชวธการหาคาความตางของจดบนกราฟ Histogram โดยการกาหนดจดเปนชวงๆจากกราฟ
Histogram
8.5.1 จานวนจดทเหมาะสมในการกาหนดจด ในการหาความเหมาะสมของ
จานวนจดทจะใชในการวเคราะหหาความผดปกตของปอดจากรปรางฮสโตแกรมของปอดนน
A B
73
เราไดใชการทดสอบหาผลลพธจากการแทนคาจานวนจดบนกราฟฮสโตแกรมจากทงหมด 256
ตาแหนง และแบงกลมจานวนจดในการทดสอบทตางกน คอ
- 10 จด ชวงหางขอมล 25.6 เราเลอกชวงหางขอมลท 25
- 25 จด ชวงหางขอมล 10.24 เราเลอกชวงหางขอมลท 10
- 51 จด ชวงหางขอมล 5.1 เราเลอกชวงหางขอมลท 5
- 128 จด ชวงหางขอมล 2.56 เราเลอกชวงหางขอมลท 2
(ก) (ข)
รปท 3.18 กราฟฮสโตแกรมของปอดผดปกตจากรปท 3.11 ทใชทดสอบ
(ก) (ข)
รปท 3.19 กราฟจากการกาหนดจดจานวน 10 จด
74
(ก) (ข)
รปท 3.20 กราฟหลงจากนาขอมล 10 จดมาพลอตเปรยบเทยบกน
จากรปท 3.18 เปนกราฟฮสโตแกรมตนแบบทใชในการทดสอบ (ก) ของปอดขางขวา
สวน (ข) ของปอดขางซาย โดยขนแรกเราไดใชจานวนจดอยท 10 จด จากกราฟท 3.19 เปน
กราฟแสดงตาแหนงแตละจดทนาคาฮสโตแกรมมาใชในการพลอตกราฟเปรยบเทยบความตาง
(ก) ของปอดขางขวา สวน (ข) ของปอดขางซาย และรปท 3.20 เปนกราฟพลอตเปรยบเทยบ
แสดงใหเหนความตางของปอดทงสองขาง (ก) และ (ข) แสดงกราฟความตางของปอดทงสอง
ขางเปรยบเทยบกน
(ก) (ข)
รปท 3.21 กราฟจากการกาหนดจดจานวน 25 จด
(ก) (ข)
รปท 3.22 กราฟหลงจากนาขอมล 25 จดมาพลอตเปรยบเทยบกน
75
ขนตอนนเราไดใชจานวนจดอยท 25 จด จากกราฟท 3.21 เปนกราฟแสดงตาแหนงแต
ละจดทนาคาฮสโตแกรมมาใชในการพลอตกราฟเปรยบเทยบความตาง (ก) ของปอดขางขวา
สวน (ข) ของปอดขางซาย และรปท 3.22 เปนกราฟพลอตเปรยบเทยบแสดงใหเหนความตาง
ของปอดทงสองขาง (ก) และ (ข) แสดงกราฟความตางของปอดทงสองขางเปรยบเทยบกน
(ก) (ข)
รปท 3.23 กราฟจากการกาหนดจดจานวน 51 จด
(ก) (ข)
รปท 3.24 กราฟหลงจากนาขอมล 51 จดมาพลอตเปรยบเทยบกน
ขนตอนนเราไดใชจานวนจดอยท 51 จด จากกราฟท 3.23 เปนกราฟแสดงตาแหนงแต
ละจดทนาคาฮสโตแกรมมาใชในการพลอตกราฟเปรยบเทยบความตาง (ก) ของปอดขางขวา
สวน (ข) ของปอดขางซาย และรปท 3.24 เปนกราฟพลอตเปรยบเทยบแสดงใหเหนความตาง
ของปอดทงสองขาง (ก) และ (ข) แสดงกราฟความตางของปอดทงสองขางเปรยบเทยบกน
76
(ก) (ข)
รปท 3.25 กราฟจากการกาหนดจดจานวน 128 จด
(ก) (ข)
รปท 3.26 กราฟหลงจากนาขอมล 128 จดมาพลอตเปรยบเทยบกน
ขนตอนนเราไดใชจานวนจดอยท 128 จด จากกราฟท 3.25 เปนกราฟแสดงตาแหนง
แตละจดทนาคาฮสโตแกรมมาใชในการพลอตกราฟเปรยบเทยบความตาง (ก) ของปอดขางขวา
สวน (ข) ของปอดขางซาย และรปท 3.26 เปนกราฟพลอตเปรยบเทยบแสดงใหเหนความตาง
ของปอดทงสองขาง (ก) และ (ข) แสดงกราฟความตางของปอดทงสองขางเปรยบเทยบกน
จากการทดสอบโดยการแทนจานวนจดทแตกตางกน ทาใหเหนความแตกตางในการ
พลอตกราฟ ยงใชจานวนจดมากความละเอยดของชวงแตละจดกแตกตางกนออกไป ในการ
แทนจดดวยจานวน 10 จดนนจะเหนไดชดเจนวามความหางกนแตละจดอยมาก ทาใหผลกราฟ
ในการทดสอบออกมาไมคอยละเอยด ทาใหการมองรายละเอยดของกราฟฮสโตแกรมไมชดเจน
ตอมาในการแทนจานวนจด 25 จด ทาใหเหนความแตกตางของกราฟมากยงขนอยางเหนไดชด
มการกระจายตวของขอมลแตละตาแหนงแตกตางกนมากทาใหกราฟทไดมการกระโดดหางกน
ไมตอเนองทาใหสงเกตเดนชด
สวนการแทนจด 51 จด และ 128 จดนนใหความละเอยดสงกวาจนสามารถมอง
ภาพรวมของกราฟฮสโตแกรมตนฉบบไดชด มความตอเนองกนของกราฟ เนองจากจานวนจด
77
ขอมลนนมความถ และจานวนมากกวามองดแลวไมแตกตางกนการเอาฮสโตแกรมตนฉบบมา
พลอตกราฟโดยตรง
ในการเลอกจานวนจดทจะมาใชในการวเคราะหหาความแตกตางของปอดขางซายและ
ขางขวานนตามหลกแลวขอมลยงมาก จานวนจดยงมายงทาใหเหนความแตกตางกนของกราฟ
แตจะมากเกนไปหรอนอยเกนไปกสามรถพจารณาไดจากกราฟทแสดงออกมา ซงผลจากกราฟ
ททดสอบการแทนจานวนจด 51 และ 128 จดใหความละเอยดสงไมตางกบการเอาฮสโตแกรม
ทงชดมาวเคราะห ซงมปรมาณขอมลมากตามไปดวย การเปรยบเทยบกนจดตอจดทาให
มองเหนภาพรวมของกราฟฮสโตแกรมทงหมด แตเมอเราลองมาพจารณาการแทนจด 25 จดม
ความตางของกราฟทแสดงใหเหนอยางมากเมอดกราฟ (ก) จากรปท 3.22 กราฟมความ
แตกตางกนแสดงออกมาอยางเหนไดชด เนองจากจดแตละจดทนาขอมลมาวเคราะหไมไดอย
ชดตดกนมากเกนไป คอมความหางของชวงขอมลอยท 10 ทาใหกราฟทไดไมตอเนองสงผลให
เหนความแตกตางของขอมลปอดขางซายและขางขวาตางกนอยางเหนไดชด และกสามารถ
วเคราะหถงความผดปกตของปอดไดไมตางกน เนองจากในงานวจยทนาเสนอนมงเนนเพอให
ทราบเบองตนถงความผดปกตทเกดขนกบปอดจากการพจารณาจากฮสโตแกรม ถงแมวาจะใช
จานวนจดทมากกวาน หรอทงหมดการทจะนาเพยงฮสโตแกรมมาใชในการระบถงโรคแตละ
ชนด อาจจะไมเพยงพอสาหรบการวเคราะหในขนนน ในงานวจยนเราจงเลอกการกาหนดจดใน
การทดสอบเพยง 25 จดเพอใหระบถงความผดปกตทเกดขนกบปอด
การคานวณหา Error ทเกดขนนอยทสดในการนาจานวนจดแตละจานวนมาวเคราะห
โดยใชวธ Mean Square Error (MSE) โดยหาจากจานวนจดทใชในการทดสอบทผานมาคอ
10, 25, 51, 128 จดตามลาดบ จากสมการตอไปน
( )n
X xxx n.....21 ++=
Λ
(3.6)
จากสมการท 3.6 เปนการหาคา Λ
X คาเฉลยของขอมล หาไดจาก x1 x2 ถง xn คอแตละ
จดบนกราฟทงหมด หารดวย n คอจานวนจดทงหมดทใชในการทดสอบ
−+
−+
−=
ΛΛΛ 22
2
2
1 ....... xxx nXXXMSE
(3.7)
ตอมาในสมการท 3.7 เปนการหาคา Mean Square Error (MSE) เปนผลทไดจาก
สมการท 3.6 คอนาคา Λ
X มาลบกบคาของจดแตละตาแหนง ทกตาแหนงแลวยกกาลงสอง
78
ตารางท 3.4 ตารางเปรยบเทยบคา Mean Square Error (MSE)
Mean Square Error (MSE)
Abnormal Normal
L R L R
10 9.27E+15 6.88E+16 1.37E+17 1.52E+17
25 4.32E+16 3.28E+17 1.21E+17 1.38E+17
51 5.58E+16 4.18E+17 1.37E+18 1.38E+17
128 1.35E+17 1.03E+18 2.31E+17 5.28E+17
จากตารางท 3.4 เปนตวอยางขอมลปอดปกต และผดปกตนามาหาคา Mean Square
Error เปรยบเทยบกน จากจานวนจดทแตกตางกน เพอหาความเหมาะสมในการกาหนดจดบน
กราฟฮสโตแกรม หลงจากการทดสอบจานวนจดทมคา Mean Square Error นอยทสดคอ 25
จด ซงสามารถทาไดดกวาแบบ 51 จดเพยงเลกนอย แตกลบมผลทแตกตางกบการกาหนดจด
จานวนมากๆ อยางเชน 128 จดผลทไดกลบมความผดพลาดมากกวา ทาใหเราสรปไดวาการ
กาหนดจดจานวน 25 จดมความเหมาะสมทสด
8.5.2 การหาคาทเหมาะสมของชวงขอมลทนามาใชในการวเคราะห ในการท
จะนาคาขอมลทไดจากการกาหนดจดของฮสโตแกรมมาใชในการวเคราะหนน เราไมไดนาคาใน
ตาแหนงทกาหนดจดมาวเคราะหโดยตรง เนองจากในตาแหนงนนยงมขอมลอนอกทอยในชวง
ขอมลทเราตองการ คอในชวงระยะหาง 10 กอนจะเปลยนไปในจดตอไป ฉะนน เราจะตองหา
คาตวแทนของชวงขอมลทงหมดในชวงขอมลทง 10 ของฮสโตแกรมนน ดวยการหาคาเฉลย
ของขอมลในชวงนนๆ
จากรปท 3.27 เปนการแสดงตวอยางการหาคาเฉลยจากชวงขอมล ในแกน Y คอคา
Intensity 0 – 255 และแกน X ระดบของคา Intensity ของกราฟฮสโตแกรม โดยเราสามารถหา
คาเฉลยชวงขอมลจากสมการท 3.6
79
ตาแหนงคา Intensity 0 – 255
รปท 3.27 แสดงตวอยางการหาคาเฉลยกราฟฮสโตแกรมจากชวงขอมล
( ) ( )22 __ HistRSHistLSDiff −= โดยท (3.4)
≤ Lv & P ≥ 15 Normal
≤ Lv & P < 15 Abnormal
> Lv & P > 10 Abnormal
> Lv & P ≤ 10 Normal
* Lv = 5,000,000
** P = จานวนจด
จากสมการท 3.2 และ 3.3 เราจะไดคา Threshold ของปอดขางซายและขางขวาซงจะ
แทนดวยตวแปร HistL ซงเปนคา Threshold ของปอดขางซายและ HistR ซงเปนคา
Threshold ปอดขางขวา จากนนเราจะทาการกาหนดจดจากกราฟฮสโตแกรมของปอดแตละ
ขางโดยมชวงหางระหวางแตละจดท 10 ซงเราจะไดจดขอมลทงหมด 25 จด จากฮสโตแกรม
ของปอดแตละขาง และเราจะนาคาจากการกาหนดจดทไดแตละจดมาแทนในสมการท 3.4
จากสมการท 3.4 S_HistL แทนคาการกาหนดจดจากฮสโตแกรมปอดขางซาย และ
S_HistR แทนการการกาหนดจดของฮสโตแกรมปอดขางขวา โดยเราจะนาคาทไดทงหมดยก
ชวงขอมลทตองการ
ระดบ
คา In
tens
ity
80
กาลงสองเพอใหเหนความตางของขอมล แลวนาคาแตะละจดทยกกาลงสองแลวมาทาการลบกน
จดตอจดซงเรากจะไดคาความตางของขอมลของปอดขางซายและขวาแทนดวย Diff
จากนนเราจะนาคาความตาง Diff มาทาการพลอตกราฟซงจะสามารถทาใหเราเหนภาพ
ความแตกตางของกราฟฮสโตแกรมของปอดทงสองขางวามความแตกตางกนแตละจดมากนอย
เพยงใด และสามารถนาขอมลทไดทงหมดจากการทดสอบจากรปตวอยางทงหมดมาทาการ
กาหนด Pattern ของปอดปกตได เราสามารถสงเกตความตางของขอมลไดจากกราฟตวอยาง
ตอไปน
รปท 3.28 แสดงกราฟของการกาหนดจดหาคาจากกราฟ Histogram ของปอดสองขาง
จากรปท 3.11 (Abnormal)
จากรปท 3.28 เปนการกาหนดหาคาจากกราฟ Histogram ของภาพปอดผดปกตทง
สองขางของรปท 3.11 ทงหมด 25 จด ดวยกน แลวนามาพลอตเปนกราฟ โดยนาคาของ
จดสงสดทง 25 จดจากแกน X Y มาพลอตกราฟ แลวหาคาความตางของกราฟขอมลทงสองอก
ครง
รปท 3.29 กราฟแสดงคาความตางของขอมลปอดทงสองขางจากรปท 3.11
81
จากรปท 3.29 เปนการพลอตกราฟแสดงใหเหนถงความตางจากขอมลของปอดทงสอง
ขาง จากการกาหนดจด 25 จด จากกราฟ Histogram โดยการนาชดขอมลมาลบกน จดตอจดก
จะไดความตางทแสดงใหเหนในไดชดเจนยงขนในรปแบบของกราฟ
รปท 3.30 แสดงกราฟของการกาหนดจดหาคาจากกราฟ Histogram ของปอดสองขาง
จากรปท 3.10 (Normal)
รปท 3.31 กราฟแสดงคาความตางของขอมลปอดทงสองขางจากรปท 3.10
จากรปท 3.30 และ 3.31 เปนการพลอตกราฟจากการกาหนดจดหาคาจากกราฟ
Histogram ของภาพปอดปกตทงสองขางของรปท 3.10 ภาพละ 25 จด ดวยกน แลวนามา
พลอตเปนกราฟ โดยนาคาของจดสงสดทง 25 จดจากแกน X Y มาพลอตกราฟ แลวหาคา
ความตางของกราฟขอมลทงสองจากรปท 3.31 ตามลาดบ
จากวธการกาหนดจดหาคาสงสด 25 จดของกราฟ Histogram ทาใหเหนความแตกตาง
จากรปรางของกราฟ Histogram ของปอดทงสองประเภททาใหเราสามารถวเคราะหขอมลได
นามาใชในการหาลกษณะเฉพาะทถกตองของปอดปกต (Pattern) จากกราฟ Histogram ได
เพอใชในการเปรยบเทยบหาความผดปกตของภาพปอดอนๆตอไป
บทท 4
การทดสอบ และวเคราะหผล
การทดสอบระบบ
1. การวเคราะหผลจากกราฟฮสโตแกรม
รป ท 4.1 และ 4.2 คอภาพของคา
Histogram ทไดของภาพทงสองชนดของปอดแตละขาง นามาเปรยบเทยบกนเพอแสดงใหเหน
ถงความแตกตางของคา Histogram ดวยการมองสงเกตจากภาพกราฟ Histogram
รปท 4.1 แสดงคา Histogram ของภาพปอดปกตทงสองขาง
ภาพท 4.2 แสดงคา Histogram ของภาพปอดผดปกต
L
L
R
R
83
จากคา Histogram ของปอดแตละขาง ทงปกตและผดปกตจะแสดงใหเหนถงความ
แตกตางของระดบคา Histogram ทไดซงภาพปอดทปกตนนคา Histogram จะมร ะดบคา
Histogram อยในระดบทใกลเคยงกนของปอดทงสองขาง ซงปอดขางซายจะมคาของ
Histogram ของสทออกไปทางสขาวมากกวาปอดขางขวาเนองจากตาแหนงของจดทกาหนด
ขอบเขตของปอดนนมสวนของอวยวะหวใจรวมอยดวย จงทาใหคา Histogram ของปอดขาง
ซายทมคา Histogram ออกไปทางสขาวมากกวาปอดขางขวา
สวนคา Histogram ของปอดทผดปกตจะเหนไดอยางชดเจนถงความแตกตางของคา
Histogram ของปอดทงสองขางมระดบคา Histogram ซงแตกตางกนอยางมากเมอเทยบกบ
ระดบคา Histogram ของปอดทงสองขางทปกต ซงระดบคา Histogram ทแตกตางกนนกจะ
มากนอยไมเทากนตามแตชนดของโรค ปรมาณพนทของโรคทเกดขนในบรเวณปอด และการ
ปรบคารงส X ของเจาหนาทรงสเทคนค
แตเนองจากการทดลองและทดสอบจากผลการทดลองทผานมาจากบทท 3 ทาใหทราบ
วาการจะหาความผดปกตของปอดเบองตน จากการวเคราะหเพยงดทคาความแตกตางของคา
Histogram เพยงอยางเดยวนนไมสามารถจะนามาใชกบภาพเอกซเรยปอดบางโรคได เราจงใช
วธการกาหนดจดหาคาสงสดจากกราฟ Histogram 25 จดเพอระบความแตกตางของกราฟใน
แตละจดเปรยบเทยบกน กจะสามารถเหนความแตกตางของกราฟ Histogram ได กราฟทแสดง
นนเราตองปรบสเกลของคาในแกน Y ใหเทากนเสยกอนเพอทจะไดสงเกตเหนความแตกตางได
ชดเจนมากยงขน
โดยเราจะทาการพลอตกราฟจากการกาหนดจดขอมลของคา Histogram 25 จด จาก
Histogram ของปอดซายและขวากอนเพอดเปรยบเทยบกน จากนนยกกาลงสองแลวพลอต
กราฟหาคาความตางของขอมลของปอดทงสองขางโดยนาขอมลทง 25 จด มายกกาลงสอง
แลวนาแตละจดมาลบกน เพอแสดงใหเหนความตางของขอมลของปอดทงสองขางจากกราฟ
1.1 กราฟเปรยบเทยบของภาพปอดปกตทงสองขาง จากกราฟเปรยบเทยบ
ของภาพปอดปกตทงสองขาง จะแสดงกราฟของปอดขางซายและขวา และตามดวยกราฟแสดง
ความตางของปอดขางซายและขวา เปรยบเทยบกนทละภาพตวอยาง ตงแตรปท 4.3 – 4.42
จากภาพตวอยางของปอดปกต 20 ภาพทใชทดสอบ ซงในแตละกราฟจะแสดงรายละเอยด ใน
แกน X คอตาแหนงของคา Gray จากทงหมด 256 ตาแหนง ตงแต 0 – 255 โดยแบงชวงหาง
ชวงละ 10 แลวหาคาเฉลยในชวงนนมาใชในการกาหนดคาของจดทเลอกแทนคาในชวงนนๆ
ไปเรอยๆ จนครบ 25 จด และในแกน Y เปนระดบคา Intensity ของภาพปอด เรมตงแตคา 0 –
50,000,000 โดยแตละระดบนนมชวงความหางกนอยท 5,000,000
เรมจากกราฟแรก กราฟของปอดปกตซาย และขวาพลอตใหเหนตาแหนงของคา
Intensity ในภาพจากแตละจดเทยบกนจดตอจด โดยคา Intensity ของปอดขางซายแทนดวย
84
สญลกษณของจดเปนรปขาวหลามตดสนาเงน และคา Intensity ของปอดขางขวาแทนดวย
สญลกษณของจดเปนรปสเหลยมจตรสสนาตาล
ตอมาเปนกราฟแสดงการเปรยบเทยบคาความของ Intensity แตละจดเปรยบเทยบกน
ดวยการนาคา Intensity ของปอดขางซาย และขวาแตละจดมาลบกนจดตอจดเพอเปรยบเทยบ
แลวนามาพลอตกราฟเพอแสดงใหเหนความตางของคา Intensity แตละจดวาตางกนมาก
เพยงใด
รปท 4.3 กราฟของรปตวอยางท 1 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.4 กราฟของรปตวอยางท 1 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
85
รปท 4.5 กราฟของรปตวอยางท 2 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.6 กราฟของรปตวอยางท 2 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.7 กราฟของรปตวอยางท 3 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
86
รปท 4.8 กราฟของรปตวอยางท 3 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.9 กราฟของรปตวอยางท 4 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.10 กราฟของรปตวอยางท 4 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
87
รปท 4.11 กราฟของรปตวอยางท 5 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.12 กราฟของรปตวอยางท 5 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.13 กราฟของรปตวอยางท 6 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
88
รปท 4.14 กราฟของรปตวอยางท 6 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.15 กราฟของรปตวอยางท 7 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.16 กราฟของรปตวอยางท 7 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
89
รปท 4.17 กราฟของรปตวอยางท 8 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.18 กราฟของรปตวอยางท 8 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.19 กราฟของรปตวอยางท 9 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
90
รปท 4.20 กราฟของรปตวอยางท 9 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.21 กราฟของรปตวอยางท 10 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.22 กราฟของรปตวอยางท 10 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
91
รปท 4.23 กราฟของรปตวอยางท 11 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.24 กราฟของรปตวอยางท 11 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.25 กราฟของรปตวอยางท 12 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
92
รปท 4.26 กราฟของรปตวอยางท 12 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.27 กราฟของรปตวอยางท 13 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.28 กราฟของรปตวอยางท 13 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
93
รปท 4.29 กราฟของรปตวอยางท 14 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.30 กราฟของรปตวอยางท 14 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.31 กราฟของรปตวอยางท 15 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
94
รปท 4.32 กราฟของรปตวอยางท 15 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.33 กราฟของรปตวอยางท 16 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.34 กราฟของรปตวอยางท 16 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
95
รปท 4.35 กราฟของรปตวอยางท 17 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.36 กราฟของรปตวอยางท 17 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.37 กราฟของรปตวอยางท 18 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
96
รปท 4.38 กราฟของรปตวอยางท 18 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.39 กราฟของรปตวอยางท 19 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.40 กราฟของรปตวอยางท 19 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
97
รปท 4.41 กราฟของรปตวอยางท 20 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.42 กราฟของรปตวอยางท 20 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
จากกราฟในหวขอ 1.1 แสดงการเปรยบเทยบของปอดปกตทผานมาจะสามารถ
สงเกตเหนไดวา ปอดปกตนนเมอนาคา Intensity ของปอดทงสองขางจากจดทกาหนดมาทา
การลบเพอเปรยบเทยบกนแตละจดนนปอดปกตจะมความตางของ Intensity อยนอยมาก โดยม
ลกษณะเฉพาะของปอดปกตอยสองอยางคอ ระดบคาความตางของคา Gray ในแกน Y และ
จานวนจดของคาความตางแตละจดทอยในระดบตากวาหรอเทากบ 5,000,000 เปนตวแสดง
ลกษณะเฉพาะของปอดปกตทสงเกตใหเหนไดจากการพลอตกราฟซงจะสามารถสรปได
หลงจากการนาขอมลของปอดผดปกตมาพลอตกราฟเพอเปรยบเทยบกบปอดปกต และจะ
สรปผล ในหวขอตอไป
1.2 กราฟเปรยบเทยบของภาพปอดผดปกตทงสองขาง จากกราฟเปรยบเทยบ
ของภาพปอด ผดปกตทงสองขาง จะแสดงกราฟของปอดขางซายและขวา และตามดวยกราฟ
แสดงความตางของปอดขางซาย และขวาเปรยบเทยบกนทละภาพตวอยาง ตงแตรปท 4.43 –
98
4.82 จากภาพตวอยางของปอดผดปกตทงหมด 20 ภาพ ซงในแตละกราฟจะแสดงรายละเอยด
ในแกน X คอตาแหนงของคา Gray จากทงหมด 256 ตาแหนง ตงแต 0 – 255 โดยแบงชวง
หาง ชวงละ 10 แลวหาคาเฉลยในชวงนนมาใชในการกาหนดคาของจดทเลอกแทนคาในชวง
นนๆ ไปเรอยๆ จนครบ 25 จด และในแกน Y เปนระดบคา Intensity ของภาพปอด เรมตงแต
คา 0 – 50,000,000 โดยแตละระดบนนมชวงความหางกนอยท 5,000,000
เรมจากกราฟแรก กราฟของปอดผดปกตซาย และขวาพลอตใหเหนตาแหนงของคา
Intensity ในภาพจากแตละจดเทยบกนจดตอจด โดยคา Intensity ของปอดขางซายแทนดวย
สญลกษณของจดเปนรปขาวหลามตดสนาเงน และคา Intensity ของปอดขางขวาแทนดวย
สญลกษณของจดเปนรปสเหลยมจตรสสนาตาล
ตอมาเปนกราฟแสดงการเปรยบเทยบคาความของ Intensity แตละจดเปรยบเทยบกน
ดวยการนาคา Intensity ของปอดขางซาย และขวาแตละจดมาลบกนจดตอจดเพอเปรยบเทยบ
แลวนามาพลอตกราฟเพอแสดงใหเหนความตางของคา Intensity แตละจดวาตางกนมาก
เพยงใด
รปท 4.43 กราฟของรปตวอยางท 1 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
99
รปท 4.44 กราฟของรปตวอยางท 1 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.45 กราฟของรปตวอยางท 2 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.46 กราฟของรปตวอยางท 2 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
100
รปท 4.47 กราฟของรปตวอยางท 3 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.48 กราฟของรปตวอยางท 3 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.49 กราฟของรปตวอยางท 4 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
101
รปท 4.50 กราฟของรปตวอยางท 4 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.51 กราฟของรปตวอยางท 5 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.52 กราฟของรปตวอยางท 5 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
102
รปท 4.53 กราฟของรปตวอยางท 6 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.54 กราฟของรปตวอยางท 6 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.55 กราฟของรปตวอยางท 7 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
103
รปท 4.56 กราฟของรปตวอยางท 7 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.57 กราฟของรปตวอยางท 8 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.58 กราฟของรปตวอยางท 8 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
104
รปท 4.59 กราฟของรปตวอยางท 9 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.60 กราฟของรปตวอยางท 9 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.61 กราฟของรปตวอยางท 10 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
105
รปท 4.62 กราฟของรปตวอยางท 10 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.63 กราฟของรปตวอยางท 11 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.64 กราฟของรปตวอยางท 11 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
106
รปท 4.65 กราฟของรปตวอยางท 12 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.66 กราฟของรปตวอยางท 12 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.67 กราฟของรปตวอยางท 13 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
107
รปท 4.68 กราฟของรปตวอยางท 13 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.69 กราฟของรปตวอยางท 14 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.70 กราฟของรปตวอยางท 14 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
108
รปท 4.71 กราฟของรปตวอยางท 15 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.72 กราฟของรปตวอยางท 15 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.73 กราฟของรปตวอยางท 16 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
109
รปท 4.74 กราฟของรปตวอยางท 16 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.75 กราฟของรปตวอยางท 17 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.76 กราฟของรปตวอยางท 17 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
110
รปท 4.77 กราฟของรปตวอยางท 18 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.78 กราฟของรปตวอยางท 18 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.79 กราฟของรปตวอยางท 19 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
111
รปท 4.80 กราฟของรปตวอยางท 19 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
รปท 4.81 กราฟของรปตวอยางท 20 รปกราฟของปอดขางซายและขวา
รปท 4.82 กราฟของรปตวอยางท 20 รปกราฟแสดงความตางของปอดขางซายและขวา
112
จากกราฟในหวขอ 1.2 แสดงการเปรยบเทยบของปอดผดปกตทผานมาจะสามารถ
สงเกตเหนไดวา ปอดผดปกตนนเมอนาคา Intensity ของปอดทงสองขางจากจดทกาหนดมาทา
การลบเพอเปรยบเทยบกนแตละจดนนปอดผดปกตจะมความตางของ Intensity อยมาก โดยม
ลกษณะของความแตกตางของปอดผดปกต ทตางกบปอดปกตอยสองอยางคอ ระดบคาความ
ตางของคา Gray ในแกน Y และจานวนจดของคาความตางแตละจดทอยในระดบมากกวา
5,000,000 เปนตวแสดงถงสงทแตกตางกนของปอดผดปกต และปอดทปกตทสงเกตใหเหนได
จากการพลอตกราฟ
2. สรปผลการวเคราะห จากการทดสอบโดยการนาภาพของปอดปกต 20 ภาพ ภาพ
ปอดทผดปกต 20 ภาพ และใชภาพปอดปกตทใชในการสรางกฎ 20 ภาพ รวมทงหมด 60 ภาพ
มาผานขนตอนการประมวลผลภาพเพอหาคา Histogram และทาการ กาหนดจด 25 จด จาก
กราฟ Histogram เพอเปรยบเทยบความแตกตางของ กราฟ Histogram เพอใชในการกาหนด
Pattern ของปอดปกต จากการทดสอบโดยผเชยวชาญ และระบบทนาเสนอ
จากการสงเกตลกษณะของกราฟ และลกษณะของ ขอมลของปอดทงสองประเภทจะเหน
วามความแตกตางซงสามารถวเคราะหไดอยสองอยางคอ
2.1 สงเกตจากระดบคาของขอมลแกน Y จากกราฟความตางของปอดซายและ
ขวา จะสงเกตเหนไดวากราฟความตางของปอดปกต ระดบของขอมลความตางสวนใหญแลว
จดของขอมลจะอยทระดบ นอยกวาหรอเทากบ 5,000,000 ซงแตกตางกบปอดทผดปกตทระดบ
ของขอมลความตาง สวนใหญจดของขอมลจะอยสงกวาระดบ 5,000,000
2.2 สงเกตจากจานวนจดความตางของขอมล ปอดปกตนนจดของขอมลสวนมาก
จะอยในระดบเทากบหรอนอยกวา 5,000,000 จะมจานวนจด มากกวาหรอเทากบ 15 จดขนไป
และในกลมของปอดทผดปกต จานวนจดของความตางขอมลทนอยกวาหรอเทากบ 5,000,000
จะนอยกวา 15 จด
2.3 จากการวเคราะหระดบคาของขอมลแกน Y และการนบจานวนจดความตาง
ของขอมลปอดปกตทนอยกวา 5,000,000 เราสามารถนามาคานวณเปอรเซนตความผดพลาด
หรอ Error ของขอมลได โดยทความผดพลาดทเราสามารถรบไดคดเปนเปอรเซนตอยท 25%
สรป ดงนนเราจงสามารถกาหนดลกษณะเฉพาะ ( Pattern) ของภาพปอดปกตไดจาก
การพจารณาไดเปนสองอยางคอ การกาหนดจดขอมล 25 จดจากกราฟ Histogram แลวยก
กาลงสอง จากนนนาขอมลทไดแตละจดลบกนจดตอจด และนาผลตางของขอมลมาทาการ
พลอตกราฟโดยกาหนดสเกลใหอยในระดบเดยวกนโดยใหสเกลตาสดเรมตนทศนย (0) และ
สเกลระดบตอไปอยท 5,000,000 โดยใหสเกลสงสดอยทระดบ 50,000,000 ลกษณะของกราฟ
ปอดปกตจะมระดบความตางขอมลของปอดขางซายกบขางขวา นอยกวาหรอเทากบ
113
5,000,000 และจานวนของจดความตางของขอมลจะมจานวน ตงแต 15 จดขนไปหรอทงหมด
กจะบอกไดวาลกษณะของปอดนนปกต
ลกษณะของปอดทผดปกตกจะมลกษณะ คอ มระดบคาความตางของขอมลจะมากกวา
5,000,000 และมจานวนจดความตางของขอมลนอยกวา 15 จด กจะบอกไดวาปอดนนม
ลกษณะของความผดปกตเกดขน และเปอรเซนตความผดพลาดทรบไดอยท 25% 3. การประเมนประสทธภาพของระบบ ดร.อรพน กฤษณเกรยงไกร . การประเมน
ประสทธภาพของระบบจากการวเคราะหผลจากการกาหนดจดบนฮสโตแกรม 25 จดเพอด
ความตางของฮสโตแกรมของปอดทงสองขางเปรยบเทยบกน นาคาความแตกตางของกราฟฮส
โตแกรมจากปอดทงสองขางมาพลอตกราฟเพอดความตางของจดขอมลเปรยบเทยบกน และ
ความรทางการแพทยมาชวยวเคราะหและกาหนด Pattern ปอดปกต เพอเปนแนวทาง และ
หลกการในการหาความผดปกตของปอดจากภาพ Chest X-Ray อนๆซงสามารถหา
ประสทธภาพของระบบจากเกณฑการประเมนดงน
3.1 ความไวของการทดสอบ (Sensitivity) หมายถงความสามารถของระบบท
จะตรวจแยกบคคลท เปนโรคไดถกตอง (Correctly identify those with the disease)
3.2 ความจาเพาะของการทดสอบ ( Specificity) หมายถงความสามารถของ
ระบบ ทจะตรวจแยกบคคลทไมเปนโรคไดถกตอง (Correctly identify those without the
disease)
ภายหลงการวนจฉยแลวสมารถแยกผลการตรวจไดดงน
1. พวกลบจรง (True negative) หมายถง ผลการทดสอบเปนลบในบคคลท
ไมเปนโรค จะใชตวแปรแทนวา TN
2. พวกลบเทยม (False negative) หมายถง ผลการทดสอบเปนลบในบคคล
ทเปนโรค จะใชตวแปรแทนวา FN
3. พวกบวกจรง (True positive) หมายถง ผลการทดสอบเปนบวกในบคคล
ทเปนโรค จะใชตวแปรแทนวา TP
4. พวกบวกเทยม (False positive) หมายถง ผลการทดสอบเปนบวกใน
บคคลทไมเปนโรค จะใชตวแปรแทนวา FP
การคานวณหาคาเฉลยของผทเปนโรคเมอผลการตรวจถกตอง Sensitivity คอความไว
ของระบบในการวเคราะหผลภาพ Chest X-Ray ไดถกตอง และผลทไดตรงกบผเชยวชาญระบ
วาปอดนนมความผดปกตเกดขน ซงหาไดจากสมการตอไปน
114
𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 =𝑇𝑇𝑇𝑇
𝑇𝑇𝑇𝑇 + 𝐹𝐹𝐹𝐹 × 100
(4.1)
การหาคา Sensitivity สวน TP คอจานวนผลทระบบสามารถวเคราะหคดแยกไดวาปอด
ผดปกต และผเชยวชาญระบผลตรงกบผลของผเชยวชาญ สวน FN คอจานวนผลทระบบ
วเคราะหผลวาปอดปกต แตผเชยวชาญระบวาปอดผดปกต สามารถแทนคาทไดในสมการท 4.1
ดงน
𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 = 20
20 + 0 × 100 = 100%
การคานวณหา คาเฉลย ของผท ไมเปนโรคเมอผลการตรวจถกตอง Specificity คอ
ความจาเพาะของการทดสอบ ถงความสามารถของ ระบบ ทจะตรวจแยกบคคลทไมเปนโรคได
ถกตองในการวเคราะหผลภาพ Chest X-Ray และผลทไดตรงกบผเชยวชาญระบวาปอดนน
ปกต ซงหาไดจากสมการตอไปน
𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 =𝑇𝑇𝐹𝐹
𝑇𝑇𝐹𝐹 + 𝐹𝐹𝑇𝑇 × 100
(4.2)
การหาคา Sensitivity สวน TN คอจานวนผลทระบบสามารถวเคราะหคดแยกไดวา
ปอดปกต และผเชยวชาญระบผลตรงกบผลของผเชยวชาญ สวน FP คอจานวนผลทระบบ
วเคราะหผลวาปอดปกต แตผเชยวชาญระบวาปอดผดปกต สามารถแทนคาทไดในสมการท 4.2
ดงน
𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 =20
20 + 0 × 100 = 100%
3.3 ความถกตองทงหมด (Overall validity) นอกจากนไดมการใชดชนทรวม
แนวคดของความไวของการทดสอบและความจาเพาะของการทดสอบในการวดความถกตอง
โดยคดเปนคาเฉลยของการวดทถกตองจากการวดทงหมด จากความไวและความจาเพาะของ
การทดสอบ หาไดจากสมการตอไปน
115
𝑂𝑂𝑆𝑆𝑆𝑆𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂 𝑆𝑆𝑂𝑂𝑂𝑂𝑆𝑆𝑣𝑣𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 =𝑇𝑇𝑇𝑇 + 𝑇𝑇𝐹𝐹
𝑆𝑆𝑡𝑡𝑆𝑆𝑂𝑂𝑂𝑂 𝑆𝑆𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑆𝑆𝑂𝑂 𝑡𝑡𝑆𝑆 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑡𝑡𝑆𝑆𝑂𝑂𝑆𝑆 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 × 100
(4.3)
ซงผลความถกตองทงหมด 𝑂𝑂𝑆𝑆𝑆𝑆𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂 𝑆𝑆𝑂𝑂𝑂𝑂𝑆𝑆𝑣𝑣𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 เมอแทนคาตามสมการท 4.3
แลวจะไดผลดงน
𝑂𝑂𝑆𝑆𝑆𝑆𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂 𝑆𝑆𝑂𝑂𝑂𝑂𝑆𝑆𝑣𝑣𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 =20 + 20
40 × 100 = 100%
3.4 คาพยากรณ ( Predictive value)การหาคาความไวของการทดสอบ และ
ความจาเพาะของการทดสอบ จะสามารถนามาประเมนหาคาเฉลยของคาพยากรณวาสงหรอตา
ไดดวยการนาผลการทดสอบมาหาคาดงตอไปน
3.4.1 คาพยากรณบวก (Positive predictive value) แสดงถงโอกาสของ
บคคลทมผลการทดสอบเปนบวกวาจะปวยเปนโรคเทาใด หาไดจากสมการตอไปน
𝑇𝑇𝑡𝑡𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 𝑆𝑆𝑂𝑂𝑆𝑆𝑣𝑣𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 𝑆𝑆𝑂𝑂𝑂𝑂𝑛𝑛𝑆𝑆 =𝑇𝑇𝑇𝑇
𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂 𝑆𝑆𝑡𝑡𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 𝑂𝑂𝑆𝑆𝑆𝑆𝑛𝑛𝑂𝑂𝑆𝑆 × 100
(4.4)
เราสามารถนาผลการทดสอบมาหาคาพยากรณบวกไดโดยแทนคาในสมการท 4.4 ดงน
𝑇𝑇𝑡𝑡𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 𝑆𝑆𝑂𝑂𝑆𝑆𝑣𝑣𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 𝑆𝑆𝑂𝑂𝑂𝑂𝑛𝑛𝑆𝑆 =2020 × 100 = 100%
3.4.2 คาพยากรณลบ (Negative predictive value) แสดงถงโอกาสของ
บคคลทมผลการทดสอบเปนลบวาจะไมเปนโรคเทาใด หาไดจากสมการตอไปน
𝐹𝐹𝑆𝑆𝑁𝑁𝑂𝑂𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 𝑆𝑆𝑂𝑂𝑆𝑆𝑣𝑣𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 𝑆𝑆𝑂𝑂𝑂𝑂𝑛𝑛𝑆𝑆 =𝑇𝑇𝐹𝐹
𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂𝑂 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑁𝑁𝑂𝑂𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 𝑂𝑂𝑆𝑆𝑆𝑆𝑛𝑛𝑂𝑂𝑆𝑆 × 100
(4.5)
116
เราสามารถนาผลการทดสอบมาหาคาพยากรณลบไดโดยแทนคาในสมการท 4.5 ดงน
𝐹𝐹𝑆𝑆𝑁𝑁𝑂𝑂𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 𝑆𝑆𝑂𝑂𝑆𝑆𝑣𝑣𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 𝑆𝑆𝑂𝑂𝑂𝑂𝑛𝑛𝑆𝑆 =2020 × 100 = 100%
เราสามารถสรางตารางบนทกผลการทดสอบเพอประเมนประสทธภาพของระบบ และ
เพองายตอความเขาใจในการทจะนาคาผลการทดสอบมาแทนคาในสมการตางๆ เพอประเมน
ประสทธภาพของระบบไดดงตอไปน
ตารางท 4.1 ตารางบนทกผลการทดสอบเพอประเมนประสทธภาพของระบบ
Test Disease Non-disease Total
Positive 20 (TP) - (FP) 20
Negative - (FN) 20 (TN) 20
Total 20 20 40
117
บทท 5
สรปผลการทดลอง และขอเสนอแนะ
จากการทดลองหาคา Histogram ของปอดทปกตและปอดผดปกตของผปวย จานวน
40 รายทใชทดสอบ และภาพปอดปกตอก 20 ภาพสาหรบสรางกฎ พบวาคา Histogram ของ
ภาพปอดทปกตทงสองขางจะมระดบคา Histogram ทใกลเคยงกนไมแตกตางกนมาก มเพยง
ภาพปอดดานซายทจะมคา Histogram สขาวมากกวาภาพปอดดานขวาเลกนอยเนองจากมสวน
ของอวยวะหวใจรวมอยดวยทาใหมคา Histogram สขาวมากกวา สวนคา Histogram ของภาพ
ปอดทผดปกตจะมระดบคา Histogram ของภาพปอดแตละขางแตกตางกน หรออาจจะใกลเคยง
กน ซงการใชวธหาคาความตางของผลรวมคา Intensity และวธการอนๆทไดทดลองมาในบท
กอนหนาน ยงไมสามารถจะแกปญหาเพอบอกถงความผดปกตของปอดได จงตองใชวธการ
กาหนดจดจากตาแหนงตางๆของกราฟ Histogram 25 จดแลวยกกาลงสอง จากนนนาคา
เหลานนมาพลอตกราฟเพอแสดงลกษณะของกราฟจากคาความตางของขอมลปอดขางซายและ
ขางขวา เพอทจะไดสามารถแยกความแตกตางและลกษณะรปรางของกราฟ Histogram ให
สามารถมองไดอยางชดเจนมายงขน
สามารถสรปไดวา Pattern ของภาพปอดทปกต จากการวเคราะหกราฟความตางของ
ขอมลทกาหนดจดจากคา Histogram 25 จดแลวยกกาลงสองนาพลอตกราฟหาความตางของ
ขอมลของปอดขางซายและขางขวาลบกนจดตอจด ซงจากการวเคราะหขอมลจากกราฟทไดนน
ลกษณะกราฟของปอดปกตนนจะพบวา ถาหากนาคาของปอดทงสองขางทกาหนดจดมาไดนน
ลบกน คาทไดจะมความตางกนนอยมาก สวนถาเปนปอดทผดปกตนน คาทไดจะแตกตางกน
มากเมอทาการปรบสเกลของกราฟใหอยในระดบเดยวกนจะทาใหเหนไดชดเจนมากยงขน
สรปผลการวจย
จากตวอยางของกราฟในบทท 4 ทงหมด 40 ภาพทใชในการทดสอบ โดยแบงเปนภาพ
ปอดปกต 20 ภาพ และภาพปอดผดปกต 20 ภาพ ซงแพทยผเชยวชาญไดตรวจสอบแลววา
ภาพทงหมดมความถกตองโดยการวนจฉยตามความรทางการแพทย และจากนนนาภาพ
ทงหมดเขากระบวนการเพอทาการทดสอบผล ผลทไดนนภาพปอดปกตระบบสามารถวเคราะห
ผลไดถกตอง 20 ภาพ จากทงหมด 20 ภาพ สวนปอดทผดปกตนนระบบสามารถระบไดตรงกบ
ผเชยวชาญทงหมด 20 ภาพ คดเปนความถกตองทงหมด 100% ทาใหเราสามารถกาหนด
Pattern ของปอดปกตและปอดทผดปกตจากการวเคราะหจากกราฟความตางของขอมลปอด
118
ขางซายและขางขวาลบกนจดตอจด ดวยการกาหนดจดขอมลทงหมด 25 จด จากกราฟ
Histogram ซงจะสามารถทาใหบอกในเบองตนไดวาภาพของปอดทไดจากภาพ Chest X-ray ม
ความผดปกตในบรเวณปอดเกดขนหรอไม และมเปอรเซนตความผดพลาดทรบไดอยท 25% ดง
สรปไดจากตารางตอไปน
ตารางท 5.1 แสดงการเปรยบเทยบผลการทดลองของวธทนาเสนอ
กบผลตรวจของแพทยผเชยวชาญ
Methods The Case of
Normal
The Case of
Abnormal Error
Medical
Doctor 20 20 0
Proposed 20 20 0
สามารถสรปการประเมนประสทธภาพในการวเคราะหผลจากการทดสอบการ
ประมวลผลภาพจากคา Histogram ของภาพ Chest X-ray ในดานตางๆ ไดดงน
1. ประสทธภาพความไวของการทดสอบ (Sensitivity) เพอตรวจแยกบคคลท เปน
โรคไดถกตอง ผลทไดเทากบ 100%
2. ประสทธภาพความจาเพาะของการทดสอบ (Specificity) เพอตรวจแยกบคคลท
ไมเปนโรคไดถกตอง ผลทไดเทากบ 100%
3. ประสทธภาพความถกตองทงหมดของผลการทดสอบ (Overall validity) เพอ
วดความถกตองทงหมดจากการวดประสทธภาพของ ความไวของการทดสอบ และความจาเพาะ
ของการทดสอบ ผลทไดเทากบ 100%
4. การวดคาพยากรณผลบวก (Positive predictive value) แสดงถงโอกาสของ
บคคลทมผลการทดสอบเปนบวกวาจะปวยเปนโรคเทาใด ผลทไดเทากบ 100%
5. การวดคาพยากรณผลลบ (Negative predictive value) แสดงถงโอกาสของ
บคคลทมผลการทดสอบเปนลบวาจะไมเปนโรคเทาใด ผลทไดเทากบ 100%
ขอเสนอแนะ
ขอเสนอแนะในการพฒนาระบบเพอนาไปใชงาน หรอเพอการทาวจยในอนาคต ในสวน
ของการแกไขปรบปรงคอ การเพม ประสทธภาพในการประมวลผลภาพจากฟลม Chest X-ray
ของกลมผปวยโรคปอดชนดตางๆใหมากยงขน
119
แนวทางในการพฒนาตอไปในอนาคต
ในสวนแนวทางการพฒนาเพมนน ผทาวจยเหนวาควรเพมความสามารถในการระบโรค
ทเปน หรอการคนหาตาแหนงทผดปกตของของโรคจากภาพ Chest X-ray ได หรอการนาภาพ
ทางการแพทยอนๆ เชน CT Scan หรอ MRI มาประยกตใชรวมกบวธการตรวจสอบ ความตาง
ของคา Histogram หรอควรแยกประเภทของโรคปอดแตละชนดทจะนามาประมวลผล และ
ศกษาเพอพฒนาหาวธการวเคราะหผลของโรคปอดทเกดขนพรอมกนทงสองขาง เพอเพม
ประสทธภาพการทางานใหมากยงขน
ขอจากดของงานวจย
การตงคารงสใหเหมาะสมกบรางกายผปวยเพอใหภาพทไดสามารถแสดงรายละเอยด
ของรางกายไดอยางชดเจนนน ในบางภาพกทาใหการวเคราะหขอมลภาพเกดความผดภาพขน
ได เพราะปรมาณรงสทผานรางกายและไปปรากฏบนแผนฟลมเอกซเรยจะมผลตอคา Intensity
ของภาพ ฉะนนถาหากเจาหนาทต งคาปรมาณรงสมาก หรอนอยเกนไปกอาจจะเปนผลทาให
การวเคราะหขอมลเกดการผดพลาดขนได
120
บรรณานกรม
กลมวชาวทยาศาสตรและเทคโนโลย ฤทธยะวรรณาลย. “รงสเอกซเรยและการปองกน”.
[On-line]. http://board.dserver.org/w/wwwt/00000129.html.
ขอมลตวอยางภาพเอกซเรยทรวงอก. กลมงานรงสวทยา โรงพยาบาลสรรพสทธประสงค
จงหวดอบลราชธาน.
ดร.อรพน กฤษณเกรยงไกร. “การคดกรองโรค”.
คณะสาธารณสขศาสตร มหาวทยาลยนเรศวร.
บรษทประชาชนอมเมจจงเซนเตอรจากด MRI CENTER Prachachuen Imageing Group.
“ ขอมลตวอยางภาพเอมอารไอ”. [On-line]. http://www.mrithailand.com/
mri9/index.html#what.
ผศ. ดร.ชาญชย ปลมปตวรยะเวช, นายโสภณ ผมจรรยา. “Medical Image Processing การ
ประมวลผลภาพทางการแพทย ตอนท 1”. วารสารชางพด ฉบบท 3/51 คณะ
วศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย. [On-line]. http://www.ee.eng.chula.
ac.th/eecu/article/?p=246.
ผศ. ดร.ชาญชย ปลมปตวรยะเวช, นายโสภณ ผมจรรยา. “Medical Image Processing การ
ประมวลผลภาพทางการแพทย ตอนท 2”. วารสารชางพด ฉบบท 3/51 คณะ
วศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย. [On-line]. http://www.ee.eng.
chula.ac.th/eecu/article/?p=280.
พญ. สวธนา นนทะสต. 2550. “การวนจฉยโรคจากฟลมเอกซเรย”. เรอนแกวการพมพ.
โรงพยาบาลพระมงกฎเกลา. “ความเสยงตอการเกดโรคมะเมงจากการใชรงสเอกซเรย
ในการตรวจอวยวะสวนตางๆของรางกาย ”.
121
รงสแกมมา. [On-line]. http://www.tpa.or.th/writer/read_this_book_topic.php?passTo=
95043ab4d4b095ec180e7e43db0e3354&bookID=142&pageid=6&read=true&cou
nt=true.
รงส...คออะไร. [On-line]. http://202.143.141.162/web_offline/srp/011969910.htm.
รงสและชนดของรงส. [On-line]. http://www.angelfire.com/ok/xrayweb/radia.html.
รศ.ดร.ชชาต ปณฑวรจน. 2552. “Digital Image Processing Witch C++”. พมพท แผนก
ผลตตาราและสอการสอนคณะวศวกรรมศาสตร สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณ
ทหารลาดกระบง.
รศ.นพ.วรฬห ขาวปรสทธ พบ. 2542. “หลกการวนจฉยโรคปอดโดยเอกซเรย”.
ศนยหนงสอแหงจฬาลงกรณ มหาวทยาลย.
วกพเดย สารานกรมเสร. “ทรวงอก”. [On-line]. http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%
97%E0%B8%A3%E0%B8%A7%E0%B8%87%E0%B8%AD%E0%B8%81.
วกพเดยว สารานกรมเสร. ภาพเอกซเรยมอ. [On-line]. http://th.wikipedia.org/wiki/
%E0%B9%84%E0%B8%9F%E0%B8%A5%E0%B9%8C:Roentgen-x-ray-von-
kollikers-hand.jpg.
ววฒนา ถนอมเกยรต พ.บ. 2546. “พนฐานและหลกการวนจฉยโรค Chest-X-RAY”.
ลบบราเดอรการพมพ. สงขลา.
ศนยบรการสขภาพเคลอนท รพ.สมเดจพระนางเจาสรกต และ วนเฉลม ทรพยรงส.
ภาพการถายภาพเอกซเรยทรวงอก. [On-line]. http://web.sut.ac.th/dsa/unit/
medical_clinic/images/stories/heath_new/x-ray.pdf.
สทน. TINT แหลงเรยนร วทยาศาสตรและเทคโนโลยนวเคลยร. “รงสแอลฟา”. [On-line].
http://www.tint.or.th/nkc/nkc5001/nkc5001d.html.
122
สมาคมศษยเการงสเทคนครามาธบด. “รงส มอนตรายจรงหรอ”.
[On-line]. http://rtrama.net/content/view/20/1/1/3/.
อนภาคเบตา. [On-line]. http://www.sripatum.ac.th/online/unit4/aon1.html.
อตราประชากรทเสยชวตจากโรคปอดบวมและโรคปอดอนๆตงแตป 2546 – 2550.
กลมภารกจดานขอมลขาวสารและสารสนเทศสขภาพ สานกนโยบายและยทธศาสตร
สานกนโยบายและยทธศาสตร สานกงานปลดกระทรวงสาธารณสข.
อ.มงคลศลป บญเยน ภบ. บว. บภ. มลนธการแพทยทางเลอกเพอมะเรง.
“มะเรงปอด”. [On-line]. http://www.anticancerclinicthai.com/th/index.
php?option=com_content&view=article&id=53:lung-cancer&catid
=1:latest-news&Itemid=27.
เอกซเรยคอมพวเตอร. [On-line]. http://www.xraythai.com/computer.html.
“FAST ALGORITHM FOR ENHANCEMENT OF X-RAY IMAGES USING RECURSIVE
ADAPTIVE HISTOGRAM EQUALIZATION”.
Gray Scale Image. [On-line]. http://www.albumart.com/imagefiles
/Grayscale20stepCalibrator.jpg.
I.C. ' Mehta, ZZ.J. Khan and 3R.R. Khotpal. 2006. “Analysis and Review of Chest
Radiograph Enhancement Techniques” .
Introduction to Digital Image Processing. [On-line]. http://099981228.
blogspot.com/2009/11/introduction-to-digital-image.html.
José Silvestre Silva, Augusto Silva, and Beatriz Sousa Santos. 2000. “A Fast
Approach to Lung Segmentation in X-ray CT Images”.
123
José Silvestre Silva, Augusto Silva and Beatriz Sousa Santos. 2000. “Lung
Segmentation Methods in X-ray CT Images”.
L.D. Cohen and I. Cohen “Finite-Element Methods for Active Contour Models and
Ballons for 2D and 3D Images”. 1993. AND M. Kass, A. Witkin, and D.
Terzopoulos, “Snakes:Active Contour Models”. 1987.
Nisar Ahmed Memon, Anwar Majid Mirza, and S.A.M. Gilani. 2006.
“Segmentation of Lungs from CT Scan Images for Early Diagnosis of Lung
Cancer ”.
Philip J. Bones and Anthony P.H. Butler.
“Eigen-analysis for classifying chest x-ray images”.
Yonghong Shi, Feihu Qi, Zhong Xue, Liya Chen, Kyoko Ito, Hidenori Matsuo, and
Dinggang Shen. 2008. “Segmenting Lung Fields in Serial Chest
Radiographs Using Both Population-Based and Patient-Specific Shape
Statistics”.
124
ภาคผนวก
125
2010 International Conference on Embedded Systems
and Intelligent Technolgy (ICESIT 2010). February 5-7 Chiangmai, Thailand.
Detection of Lung-Disease X-Ray Images Using Balanced Histograms
Abstract-The primary checking for our health at hospital needs to include a
chest x-ray as routine diagnosis because it effectively illustrates the lung diseases
especially tuberculosis or lung cancer which are asymptomatic earlier. It is a convenient
and quick process with a low cost in comparison with other studies. This paper
presents an analysis and integration of the radiographs of lung from the chest x-ray.
The selected images of lungs are depicted by the use of an active contour (e.g. snake
algorithm) to find two regions of lungs (left and right). Then, such two regions of lungs
are represented for two histograms which are profiles of two lung patterns (left and
right). Such two histograms are compared for normal and abnormal lungs to
demonstrate the difference of both lung radiographs. If two histograms are balance,
then the result is a normal case. However, if they are not balance, then it is an
abnormal case. For the experimental result, the overall accuracy is at approximately
92.5% which there are 40 samples of patients for testing their lung images. There are
37 samples for verifying the corrected results which are checked by the medical doctors
whilst there are 3 samples of the wrong results.
Keyword : Lung-Disease, X-Ray Image, Balanced Histograms
Introduction
Chest x-ray is a primary process to diagnose the abnormalities of chest field
such as cancer, tuberculosis, emphysema, pneumonia, etc. It is easy to access and
available at most of hospitals. The procedure is practical and convenient. The budget
for the x–ray machine and apparatus is much cheaper than others such as computed
tomographic scanner or magnetic resonance imager. The chest radiogram shows the
structure and organs in thorax cavity effectively.
Nowadays, the clinicians will interpret the chest x-ray images. The radiologist
will investigate the chest x-ray by placing it on fluorescent view box to see the details of
image. The experience of radiologist enhances the chance to see abnormalities.
126
Nevertheless, the contrast and resolution of radiographs cab be varied from one to
another because of exposure factors adjustment by radiographers with different
experience, or the physiological variation of patients. As a consequence, after
processing the radiographs shows unclear details. The radiologist has to change from
fluorescent technique to the light with higher intensity for better vision. At this process,
the study requires the expertise and timing of clinician to find the abnormalities of
thorax. The problem of most clinicians at large hospitals is that there are many patients
for each day. Therefore, they have to wait for x- ray interpretation before referring the
patients to consult the specialists. This effect will delay the treatment of patients from
the clinicians.
There have been many related researches which can be categorized into three
groups; to border the lung field, to improve the quality of image, and to analyze the
outcome. All of them have utilized the data from chest x-ray and CT scan by different
methods. The first group [1] is to find a border of lungs from CT scanogram by
analyzing histogram, investigating [2] the highest peak among them and using active
contour technique. The second group is the quality improvement of chest x-ray to
enhance the details of images [3]. The last group is to a border of lungs from the X-ray
images which are collected for the statistical data to analyze the abnormalities of lungs
excluding mediastinum [4]. However, the disadvantage is the large amount of database
to keep files for comparison. The analyzing and grouping chest x-ray to find
abnormalities of lungs by considering vector coefficient [5] are the principle to be
developed but not to indicate that the image is abnormal. It is an only method for
checking the vector coefficient and improving the details of image.
The image improvement by neural network [6] is to receive input of gray level of
chest x-ray and to improve the quality of image using wavelet filtering for viewing the
high-low frequency of image, showing clearer bone and vessel structure by this
technique, The clinician could have more resolutions of image but could not directly
justify whether the image is abnormal. The specialist must finally diagnose the
pathology. The disadvantage of primary diagnosis for lung cancer by searching for a
small spot on CT image is time spent for the large numbers of CT scanograms spent
[7]. From previous researches, there have been many efforts to find abnormalities from
chest radiograph and CT scanogram requiring processes and time. But there is none
127
using the histogram from chest x-ray to determine the patterns of normal and abnormal
lungs. No researches have presented how to resolve the problem of delay in treatment
by specialist, to be the convenience in patient screening and decrease the workload of
x-ray interpretation of the clinicians.
In this paper, detection of lung-disease X-ray images is presented through the
use of balanced histograms. The selected images of lungs are depicted by the use of
an active contour (e.g. snake algorithm) to find two regions of lungs (left and right).
Then, such two regions of lungs are represented for two histograms which are profiles
of two lung patterns (left and right). Such two histograms are compared for normal and
abnormal lungs to demonstrate the difference of both lung radiographs. If two
histograms are balance, then it is a normal case. However, if they are not balance, then
it is an abnormal case. For the experimental result, the overall accuracy is at
approximately 92.5% which there are 40 samples of patients for testing their lung
images. There are 37 samples for verifying the corrected results which are checked by
the medical doctors whilst there are 3 samples of the wrong results.
Proposed Methods
Figure 1 shows the diagram of proposed methods which start from input the
eligible chest radiograph to set the edge by active contour, replacing X, Y value to
position lung, converting image from RGB to gray level, and finally transferring lung
image into histogram value to compare the abnormalities. There are 5 steps as follows.
128
Figure 1. The diagram of proposed methods.
A. Input images of chest x-ray of normal and abnormal lungs
Figure 2 illustrates input images of two radiographs with normal and abnormal
findings which the radiologists diagnose normal and abnormal cases.
Normal Abnormal
Figure 2. Chest x-ray images of normal and abnormal lungs.
129
B. Finding the edge of lungs
Figure 3 sets the points lining the edge of lungs for locating x, y positions to
calculate the lung position. After, the points are set, the deformity is done by active
contour [8] [9] to set the border of lung areaas shown in Figure 4. The active contour is
performed to set x, y points using snake function. If the points are set in lung area
manually, then the program automatically deforms them to set image’s border.
=Ε )(x ∫1
0 21
+ 22 )(")(' sXsX βα dssxext ))((Ε+
(1)
The parentheses are level of internal energy and Eext is external
energy=entropy. X' (s) and X'' (s) are the energy for controlling the smoothness and
flexibility of active contour lone on the parameters A and B respectively.
Figure 3. The points lining the edge of lungs.
Figure 4. The border using active contour.
C. Representing X, Y value of image regions of the lungs
Figure 5 shows image regions of only both lungs. From the step 2.2, the x, y
values are set to position the lung image.
130
Figure 5. Image regions of only both lungs.
D. Converting RGB image to Gray level
Figure 6 shows RGB values for the region of lung image. Figure 7 shows gray
values for the region of lung image after converting RGB to gray process. This step is
the lung image to process the histogram converting RGB to gray values.
Figure 6. RGB values for the region of lung image.
Figure 7. Gray values for the region of lung image
after converting RGB to gray process.
E. The lung images for processing the histogram
Figures 8 and 9 show the histogram values of both lung images for the normal
and abnormal cases. This is the part of both lung images which are changed to gray
image and transferred into histogram values.
131
Figure 8. The histogram values of both lung images for the normal case.
Figure 9. The histogram values of both lung images for the abnormal case.
F. Verification of Lung The calculation of summing the level of intensity from histogram using a left of lung
image can be defined as 255
0 iiHistL IL
== Σ
(2)
Where IL is the left intensity of lung image, and i is the level intensity between
0-255. For a right of lung image, the calculation of summing the level of intensity from
histogram can be defined as 255
0 iiHistR IR
== Σ
(3)
132
Where IR is the left intensity of lung image, and i is the level intensity between
0-255. Therefore, the difference of equations (2) and (3) is the different result between
the left and right of lung image which it can be defined as “Diff”
Th Normal
Th AbnormalDiff HistL HistR
≤ ⇒
> ⇒
= −
(4)
Where Th is the threshold value for verifying the normal and abnormal lung of
image. It can be seen from equation (4) that if the Diff is lower than or equal the Th,
then it will be the normal lung whilst if the Diff is higher than the Th, then it will be the
abnormal lung.
Experimental Results and Discussions
The histogram values of both lung images for the normal and abnormal cases.
The difference can be seen as shown in Figures 8 and 9. The histogram values of the
normal lung will show nearly the same level of both sides. The left lung shows the
histogram values of a white shade rather than the right lung because it also includes
mediastinum.
The histogram of abnormal lung can be seen clearly the different histogram of
both lungs. The degree of difference will be varied according to the kind of pathology.
The area of disease and the x-ray exposure will use a technique by radiographer. Table
I shows the histogram values of 20 normal lung images. Table II shows the histogram
values of 20 abnormal lung images. The different value of both lung images (right and
left) is represented as “Diff”.From the experiment to find the histogram of normal and
abnormal lungs in 40 patients in Tables I and II, the arrays of histogram are calculated
to demonstrate the level of difference of both lungs. There are the histogram values for
nearly the same in the case of normal lungs. The histogram of left lung has whiter
shade more than of the right side because of mediastinal effect. The histogram of one
abnormal lung will appear very much different if it has abnormality of tumor, pneumonia,
or empyema. The histogram will be dominantly in white shade and its peak will be very
high. In contrary, if the disease is cancer, degenerative change, or pneumothorax. The
histogram will be rather in the black shade and its peak also is very high.
133
From Table I, we uses the threshold value (Th) obtained from equation (4) for
69,222 being the highlighted brown. It can be seen from Table I that all of Diff show the
result of normal lung. From Table II, there are three highlighted red which are wrong
results of the abnormal lung because the lung images may not be clear for verification.
Therefore, the overall accuracy is at approximately 92.5%. We can set the pattern of
normal lungs and abnormal lungs only from histogram of lung image that we primarily
can indicate from chest x-ray whether there is abnormality.
CONCLUSIONS
The detection of lung-disease X-ray images has been presented through the
use of balanced histograms. The selected images of lungs are depicted by the use of
an active contour (e.g. snake algorithm) to find two regions of lungs (left and right).
Then, such two regions of lungs are represented for two histograms which are profiles
of two lung patterns (left and right). Such two histograms are compared for normal and
abnormal lungs to demonstrate the difference of both lung radiographs. If two
histograms are balance, then it is a normal case. However, if they are not balance, then
it is an abnormal case. For the experimental result, the overall accuracy is at
approximately 92.5% which there are 40 samples of patients for testing their lung
images. There are 37 samples for verifying the corrected results which are checked by
the medical doctors whilst there are 3 samples of the wrong results.
134
REFERENCES
[1] José Silvestre Silva1, Augusto Silva and Beatriz Sousa Santos
“A Fast Approach to Lung Segmentation in X-ray CT Images”
Proceeding of The RECPAD2000 11TH Portuguese Conference on Pattern
Recognition
[2] A José Silvestre Silva1, Augusto Silva and Beatriz Sousa Santos “Lung
Segmentation Methods in X-ray CT Images”
Proceeding of The SIARP2000 5TH Iberoamerican Symposium on Pattern
Recognition
[3] “Fast Algorithm for Enhancement of X-RAY Image Using Recursive Adaptive
Histogram Equalization”
[4] Yonghong Shi, Feihu Qi, Zhong Xue, Liya Chen, Kyoko Ito, Hidenori Matsuo, and
135
Dinggang Shen
“Segmenting Lung Fields in Serial Chest Radiographs Using Both Population-Based
and Patient-Specific Shape Statistics” IEEE Transactions on medical Imaging, vol.
27, no. 4, April 2008
[5] Philip J. Bones and Anthony P.H. Butler “Eigen-analysis for classifying chest x-ray
images”
I. Department of Electrical and Computer Engineering, University of Canterbury,
New Zealand
II. Department of Radiology, Christchurch Hospital, New Zealand
[6] I.C. ' Mehta, ZZ.J. Khan and 3R.R. Khotpal “Analysis and Review of Chest
Radiograph Enhancement Techniques” Information Technology Journal 5 (3): 577-
582, 2006 ISSN 1812-5638 2006 Asian Network for Scientific Information
[7] Nisar Ahmed Memon, Anwar Majid Mirza, and S.A.M. Gilani “Segmentation of
Lungs from CT Scan Images for Early Diagnosis of Lung Cancer”
World Academy of Science, Engineering and Technology 20 2006
[8] http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/317-snake
[9] http://iacl.ece.jhu.edu/projects/gvf/
136
ประวตผวจย
นายธนตชย ตนโพธ เกดเมอวนท 7 ธนวาคม พ.ศ. 25 18 สาเรจการศกษาปรญญา
วศวกรรมศาสตรบณ ฑต สาขาวศวกรรมคอมพวเตอร จากวทยาลยโปลเทคนค ภาค
ตะวนออกเฉยงเหนอ และสาเรจ การศกษาปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวศวกรรม
คอมพวเตอรและสนเทศศาสตร มหาวทยาลยหอการคาไทย ในปการศกษา 2553
137
ผลงานวจยทตพมพเผยแพร
Thanatchai Tonpho, Adisorn Leelasantitham, Supaporn Kiattisin, Therapon
Wacharaprechasgul 2010. “Detection of Lung-Disease X-Ray Images Using Balanced
Histograms” 2010 International Conference on Embedded Systems and Intelligent
Technolgy (ICESIT 2010). February 5-7 Chiangmai, Thailand.