الفهرس 
AcknowledgementOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 297 |  |  |
| | | from | 297 | | |
Abstract
إن الكشف المبكرعن الأمراض التي تصيب الأعضاء البشرية له أهمية كبيرة للتشخيص الدقيق لهذه الأمراض و تحديد بداية العلاج المناسب؛ الذي بدوره يمكن أن يساعد في منع تطور المرض إلى نهاية المرحلة وذلك عن طريق الكشف عن السلائف التي تُقيم وظائف الأعضاء البشرية. وبالإضافة إلى ذلك؛ فإنه يساعد أيضًا الأطباء لتقييم العلاج، وتتبع تطور الأمراض، وعمليات الجراحة. كما أن التقدم في الصور الطبية الوظيفية و الصورالطبية ذات التباين المحسن مكَّن من التقييم الغير جراحي الدقيق من وظائف الأعضاء البشرية نظراً لقدرتها على توفير المعلومات التشريحية المتفوقة عن الأنسجة بالإضافة إلى المعلومات الوظيفية عن أعضاء الجسم البشري. يُعد الهدف الرئيس لهذه الرسالة هو بناء نظام تشخيصي هندسي متكامل بمساعدة الحاسوب لتحليل البيانات المعقدة من أشعة الرنين المغناطيسي ذات التباين المحسن، وقد تم اختبارهذا النظام في ثلاث دراسات حالة: (١) الكشف المبكر عن الرفض الحاد لزراعة الكلى، (٢) تقييم نضح عضلة القلب في المرضى الذين يعانون من مرض نقص تروية القلب نتيجة النوبات القلبية، و (٣) والكشف المبكر عن سرطان البروستاتا. إن تطوير النظم الهندسية التشخيصية المتكاملة بمساعدة الحاسوب لتحليل الصور الطبية ذات التباين المحسن يخضع لتحديات متعددة؛ بما في ذلك - ولكن ليس على سبيل الحصر- شوشرة الصور الطبية و عدم والتجانس، والتغييرات الغيرالخطية في كثافة إشارة صور أشعة الرنين المغناطيسي خلال فترة جمع الصور الطبية، حدوث تغيرات شكلية ظاهرية (تشوهات) في الأعضاء البشرية المراد دراستها خلال فترة الحصول على الصور الطبية، وتحديد أفضل الخصائص (المؤشرات) التي تصف نضح المواد المحسنة في الأنسجة البشرية. وسعيًا للتغلب على هذه التحديات، تركز هذه الرسالة على بناء نماذج رياضية و تقنيات تعلم جديدة لتسهيل التحليل الدقيق لنضح المواد المحسنة في الأعضاء الحية وتشمل: (١) نماذج رياضية دقيقة لفصل الأعضاء البشرية موضع الدراسة؛ التي تدمج شكل الكائن وهيئته الظاهرية بدلالة شدة تباين أصغر عنصر في الصورة )بكسل /فوكسل( والعلاقات المكانية بينها, (٢) تقنيات تصحيح الحركة التي تجمع كلاً من الحركة الشاملة والمحلية، التي تستغل الميزات الهندسية، بدلا من التي تعتمد على كثافة إشارة صور أشعة الرنين المغناطيسي و ذلك لتجنب المشاكل المتعلقة بالتغيرات الغير خطية في كثافة صورالرنين المغناطيسي ذات التباين المحسن, (٣) دمج ميزات متعددة باستخدام الخوارزميات الجينية. ولقد تم إدماج التقنيات المقترحة في أنظمة هندسية متكاملة وقد تم اختبارها، على سبيل المثال وليس على سبيل الحصر، في ثلاث تطبيقات طبية، كما يلي-: في التطبيق الأول تم إقتراح نظام هندسي موسع للتشخيص المبكر والدقيق للرفض الحاد في زراعة الكلى باستخدام صور أشعة الرنين المغناطيسي الديناميكية ذات التباين المحسن (DCE-MRI). الرفض المناعي البشري الحاد في عمليات زراعة الكلى هو السبب الأكثر خطورة للفشل الكلوي بين الاحتمالات التشخيصية الأخرى، بما في ذلك الوخذ الحاد بالإبر وسُمية الأدوية المناعية. و تشير الإحصائات أنه في الولايات المتحدة الأمريكية؛ يتم تنفيذ ما يقرب من ١٧,٧٣٦ عملية لزراعة الكلى سنويًا، ونظرًا للعدد المحدود من المتبرعين، فإن إنقاذ الكلي المزروعة يعتبر من أهم الاهتمامات الطبية. وحتى الآن؛ لا يزال أخذ عينة عن طريق استئصال نسيج من الكلى ودراسته معمليًا هو الطريقة الطبية المعتمدة لتقييم خلل زراعة الكلى، ولكن فقط كملاذ أخير بسبب طبيعتها الاجتياحية، وتكلفتها العالية، وارتفاع معدلات الإصابة بالأمراض المحتملة، لقد تم تقييم نتائج التشخيص للنظام الهندسي المقترح لعدد خمسون حالة زراعة كلى مستقلة في الجسم الحي و كانت ٩٦٪ مع ٩٥٪ مدى ثقة. هذه النتائج تبين بوضوح أهمية النظام الهندسي المقترح بمساعدة الحاسوب والذي يعتمد على الصور الطبية كمكمل على التكنولوجيات الحالية، مثل التصوير النووي والموجات فوق الصوتية، لتحديد نوع الخلل في الكلى. ثانيا: تم تطوير نظام هندسي شامل لتوصيف نضح عضلة القلب والحاله الطبية لقصورالقلب بعد علاجه باستخدام طرق علاج جديدة لإحياء عضلة القلب باستخدام صور أشعة الرنين المغناطيسي الديناميكية السريعة للقلب FP-MRI)). ويعتبرقصورالقلب من أهم مسببات المراضة والوفيات في أمراض القلب والأوعية الدموية الذي يصيب ما يقرب من ستة ملايين مريض أمريكي سنويا. ويعتبر مرض الداء القلبي الإقفاري السبب الأكثر شيوعا لفشل القلب. ولذلك؛ فإن الكشف عن قصور القلب في مراحله المبكرة أمر ضروري لمنع تقدمه القاسي المؤدي إلى الوفاة المبكرة. بينما تركز الدراسات الطبية الحالية على كشف الأنسجة المرضية وتقييم وظيفة التقلص للقلب المريض، وتتناول هذه الرسالة القضية الرئيسة لآثار علاج إحياء عضلة القلب على المواد الغذائية المكملة في الدم، فلقد أظهر التقييم الكمي والنوعي، باستخدام مجموعة مكونة من (٢٤) مجموعة بيانات نضح قدرة الإطارالمقترح لكشف تحسينات موضعية في عضلة القلب مع العلاج و كذلك الإختلافات في التهابات النضح عبر جدارعضلة القلب. وبالتالي؛ فإن النظام الهندسي يمكن أن يساعد في متابعة علاج المرضى الذين يخضعون للعلاج.