Fractal Analysis and Medical Image Applications - 碎形分析與醫學影像應用

課程 : 論文研討(三)

日期 : 2011.09.16

時間 : 13:50 ~ 15:40

地點 : S516

作者 : 資工產碩(二) 張振欣

講者 : 中興大學理學院 黃博惠院長

今日請到了中興大學理學院院長黃博惠來主講「碎形分析與應學影像應用」也是頭一次知道碎形這名詞，在醫學影像病理分析上也達到很大的功用，幫助醫生可以依據病理影像進行病理提前分析，加速整理療期，黃院長更以攝護腺癌為例，根據患部醫學影像的紋理，利用碎形分析判斷癌細胞等級，區分患部等級後在應對等級投藥治療，整體精準度高達95%，而僅有的5%黃院長也解釋了再判斷癌細胞等級時，誤差狀態僅只在一個等級，例如分析結果落在等級1和等級2之間，此部分碎形分析結果較能判斷，此時仍會需要醫生的專業判斷。雖然碎形分析在高精準率的辨識，卻不適用於所有疾病的解析，例如國人常見的死因肝癌，因為癌細胞長成的腫瘤，有固定的形狀、顏色等細胞核特徵，有其他方式比「碎形分析」更能辨識分析。

而在碎形分析的解釋上，黃院長也解釋了「碎形」的定義，碎形是一種不規則型態，具有自我相似的無窮結構，舉凡自然界裡一定程度類似碎形的事物有雲、山脈、閃電、海岸線和雪片等形狀都是碎形的案例。黃院長也舉個碎形的計算圖例「科赫曲線」，我引述維基百科網站，透過以下步驟可以繪製：

給定線段AB，科赫曲線可以由以下步驟生成：

1. 將線段分成三等份（AC,CD,DB）

2. 以CD為底，向外（內外隨意）畫一個等邊三角形DMC

3. 將線段CD移去

4. 分別對AC,CM,MD,DB重複1~3。

結果如下圖所示：

黃院長也解釋碎形分析相關的演算法與公式，利用其演算法透過資料探勘取得所要的資料分析結果，計算與驗證過程在此我不贅述，另外在維基百科網站上，也查到碎形分析應用分佈甚廣，例如：計算海岸線複雜性、酵素學、地震學、土壤力學、X光散射、斷裂力學、甚至是藝術上的創作、電腦動畫CG的過程生程，都與碎形分析有很大關聯，今天的演講讓我更能了解到這個技術提供給人類許多的重大貢獻。