การประมวลผลภาพหรือที่เรียกว่า  Image Processing เป็นเรื่องใกล้ตัวของคนเราอยู่มาก เพราะภาพถ่ายหรือภาพวีดิทัศน์ ที่เราเห็นอยู่เป็นประจำล้วนแล้วแต่เป็นสิ่งที่เป็นผลผลิตจากกระบวนการขั้นต้นที่เรียกว่าการประมวลผลภาพทั้งสิ้น และรวมไปถึงการใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ อีกมากมาย และวันนี้จะนำเสนอด้านหนึ่ง คือ การใช้ประโยชน์ในด้านการแพทย์  ทั้งนี้ในบทความนี้คงเป็นเพียงแค่นำเสนอตัวอย่างและเทคนิคด้านการประมวลผลเพียงเท่านั้น ยังไม่ได้นำเสนอรายละเอียดเชิงลึกในแต่แต่ละเทคนิคหรือขั้นตอนการทำที่เป็นด้านทฤษฎีการคำนวณ

ภาพที่ 1 การประมวลภาพทางการแพทย์
ที่มา https://pixabay.com/th/

ใช้อะไรในการประมวลผลภาพ

          การประมวลผลภาพเป็นกระบวนการจัดการและวิเคราะห์รูปภาพให้เป็นข้อมูลในแบบดิจิทัล โดยใช้คอมพิวเตอร์ในการประมวลผลโดยวิธีการต่าง ๆ เพื่อให้ได้ภาพที่มีคุณสมบัติตามความต้องการทั้งในเชิงคุณภาพและปริมาณ มีหลากหลายรูปแบบซึ่งเราเรียกโดยรวมว่าปรับปรุงคุณภาพของภาพ (Image Enhancement) การปรับเปลี่ยนหรือแปลงรูปภาพทั้งขนาดและรูปร่าง (Image Transformation) การกรองภาพหรือการกำจัดสัญญาณรบกวนออกจากภาพ (Image Filters) การซ้อนทับภาพ (Image Registration) การคืนสภาพของภาพ (Image Restoration) การตัดแบ่งภาพหรือคัดเลือกส่วนที่ต้องการและการหาขอบภาพในวัตถุ (Image Segmentation and EdgDeTection) การบีบอัดภาพ (Image Compression) การสร้างภาพ 3 มิติ (3D Image Reconstruction) เป็นต้น

          การประมวลผลภาพด้วยคอมพิวเตอร์ โดยมักเรียกเป็นศัพท์ทางการว่าการประมวลผลภาพทางการแพทย์ (Medical Image Processing) ซึ่งมีประโยชน์หลากหลายด้าน แพทย์ผู้เชี่ยวชาญสามารถวิเคราะห์ภาพจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว และเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการวินิจฉัยโรคได้ดีขึ้น เช่นบริเวณของการเกิดมะเร็ง จะเห็นภาพของมะเร็งที่ชัดเจนยิ่งขึ้น ทำให้การตรวจวิเคราะห์เป็นไปอย่างรวดเร็วและมีคุณภาพ

ภาพที่ 2 ตัวอย่างผลการถ่ายภาพปอดด้วยวิธีการ เอกซเรย์ (X-Ray)
ที่มา José Silvestre Silva, Augusto Silva, and Beatriz Sousa Santos. (2000) , http://eprints.utcc.ac.th/2760/3/2760fulltext.pdf

           ข้อมูลภาพที่ได้จากการนำไปประมวลผลนั้นก็สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ ด้วยแพทย์สามารถตรวจดูอวัยวะภายในร่างกายของมนุษย์เพื่อใช้ในการวินิจฉัยโรค ซึ่งเป็นการถ่ายภาพโครงสร้างอวัยวะภายในร่างกายของมนุษย์ ซึ่งเราเรียกว่า เอกซเรย์ (X-Ray) มาจนถึง CT Scan (Computed Tomography) ที่มีความสามารถถ่ายภาพและแสดงภาพในแนวตัดขวางได้ ซึ่งมีประโยชน์มากในการตรวจการรักษาจากผลลัพธ์ของภาพที่มีความละเอียดและชัดเจนมากขึ้น    
           นอกจากนี้ยังมีการใช้ในระบบการรักษาด้วยเครื่อง MRI (Magnetic Resonance Imaging) ซึ่งสามารถถ่ายภาพส่วนที่เป็นเนื้อเยื่อได้ ซึ่งทำให้เราสามารถทราบข้อมูลทางเคมีและภาพในระนาบต่าง ๆ ของผู้ป่วยได้ และที่เห็นได้ชัดเจนและพบเห็นได้บ่อย ๆ ก็คือการใช้งานเพื่อตรวจสอบดูภาพทารกในครรภ์ หรือที่เรียกว่า อัลตราซาวด์ (Ultrasound)

ภาพที่ 3 ตัวอย่างผลการถ่ายภาพปอดด้วยวิธีการ เอกซเรย์ (X-Ray) หลังการทำประมวลผลภาพที่ใช้เทคนิคการหาขอบของภาพ และกำจัดสัญญาณรบกวนออก
ที่มา José Silvestre Silva, Augusto Silva, and Beatriz Sousa Santos. (2000) , http://eprints.utcc.ac.th/2760/3/2760fulltext.pdf

         ในด้านเทคนิคที่ใช้ในการประมวลผลภาพประกอบไปด้วยหลายวิธีเช่น การตัดส่วนภาพ (Image Segmentation) เป็นวิธีการตัดภาพในส่วนที่ให้ความสนใจ ซึ่งในขั้นตอนการฉายภาพที่ได้ทั้งหมดนั้น ปกติจะได้ภาพที่มีส่วนที่เราไม่ได้ต้องการ ทั้งอวัยวะส่วนอื่น ๆ หรือสัญญาณรบกวนต่าง ๆ ซึ่งเราสามารถใช้การตัดส่วนภาพนี้ ตัดแยกอวัยวะส่วนที่เราสนใจหรือต้องการเท่านั้นได้ ตัวอย่างเช่น การตัดเฉพาะส่วนของเนื้อสมองออกจากภาพสมองทั้งหมด การตัดภาพเส้นเลือด การตัดภาพส่วนของข้อกระดูกสันหลังจากภาพลำกระดูกสันหลัง เป็นต้น

         ในด้านเทคนิคเพื่อทำให้เกิดภาพที่ชัดและสมบูรณ์มากขึ้นโดยวิธีการซ้อนทับภาพ (Image Registration) โดยส่วนใหญ่ใช้เพื่อติดตามความผิดปกติที่เปลี่ยนแปลงไปของอวัยวะ โดยเมื่อนำภาพเก่าก่อนการสังเกตมารวมกับภาพภายหลังการสังเกต ซึ่งจะมองเห็นการเปลี่ยนแปลง หรือความชัดเจนของความผิดปกติ นั้น ๆ เมื่อพูดถึงผลของภาพของการทำเอกซเรย์ที่นำเสนอไปก่อนแล้วนั้น เทคนิคการหาขอบเขตภาพ (Image EdgDeTection) ถือเป็นเทคนิคสำคัญที่ทำให้การวินิจฉัยของโรคมีประสิทธิภาพ ยกตัวอย่างการหาขอบเขตของปอด ที่อยู่บริเวณทรวงอกและการกำจัดสัญญาณรบกวนออกจากภาพ (Image Filters)

           นอกเหนือจากทั้งหมดนี้ยังมีส่วนเทคนิคประกอบโดยรวมอื่น ๆ อีกมากมาย ที่สำคัญ เพิ่มเติมคือ การปรับระดับความเข้มของภาพ ระดับความสว่างของภาพ การแปลงภาพในรูปแบบเนกาทีฟ และการปรับภาพให้เสมอกัน ซึ่งล้วนแล้วแต่มีหลักการที่เกี่ยวข้องทั้งด้านวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยีเข้ามาประยุกต์ใช้ ซึ่งเป็นผลประโยชน์ทางการแพทย์อย่างยิ่ง

แหล่งที่มา

มอ. 636 การประมวลผลภาพทางการแพทย์.  สืบค้นเมื่อ 31 มีนาคม 2561. จาก 
         http://songyot.ece.engr.tu.ac.th/MN636/MN636_syllabus.pdf

SILLLOVELY. (2013, 11  June).   เทคโนโลยีการประมวลผลภาพ (Image processing).  สืบค้นเมื่อ 31 มีนาคม 2561. จาก
         http://jaratcyberu.blogspot.com/2009/10/image-processing.html

ศาสตราจารย์เกียรติคุณ แพทย์หญิง พวงทอง ไกรพิบูลย์. เอกซเรย์: การถ่ายภาพเอกซเรย์ (X-ray imaging).  สืบค้นเมื่อ 31 มีนาคม 2561. จาก
         http://haamor.com/th/เอกซเรย์/

การตรวจสอบภาพเอกซเรย์ทรวงอกโดยใช้พื้นฐานความรู้ทางการแพทย์ และการประมวลผลภาพทัศนอุปกรณ์.  สืบค้นเมื่อ 31 มีนาคม 2561. จาก
         http://eprints.utcc.ac.th/2760/3/2760fulltext.pdf

การปรังปรุงภาพ.  สืบค้นเมื่อ 31 มีนาคม 2561. จาก
         http://natres.psu.ac.th/Department/EarthScience/remote1/chapter8.pdf