Parkinson hastalarında substantia nigranın manyetik rezonans görüntüleme tekstur analizi
Magnetic resonance imaging textures analysis of substantia nigra in parkinson patients
Yazar: DURAN TAVUT
Danışman: PROF. DR. HANEFİ YILDIRIM
Fırat Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Radyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2021
Konu: Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Manyetik rezonans görüntüleme = Magnetic resonance imaging ; Parkinson hastalığı = Parkinson disease ; Substantia nigra = Substantia nigra

Özet:
Bu çalışmada Parkinson hastalarının substantia nigralarının manyetik rezonans görüntüleme ile histogram bazlı tekstur analizinin sağlıklı kontrol grubu ile karşılaştırılması amaçlanmıştır. 
Bizim çalışmamızda katılımcılarda substantia nigradan ölçülen her bir ROI'deki (Region of interest) piksellerin histogram bazlı tekstur (doku) analizi yapılmıştır. Tüm görüntü analizi algoritması MATLAB tarafından yazılmış kurum içi bir program ile elde edilmiştir (version R2009b; MathWorks, Natick, MA, ABD).
Çalışmaya 37'si (%48,7) vaka ve 39'u (%51,3) kontrol olmak üzere toplam 76 katılımcı dahil edildi. Vaka grubunun yaş ortancası 66 (61-73) olarak kontrol grubunun yaş ortancası ise 71 (58-78) olarak bulundu. Vaka grubunun 18'i (%48,6) kadın olarak kontrol grubunun da aynı şekilde 18'i (%46,2) kadın olarak bulundu. Vaka ve kontrol grubu arasında yaş ve cinsiyet açısından anlamlı farklılık bulunamadı (p>0,05). Vaka ve kontrol grubunu histogram değerlerinin karşılaştırılması sonucu vaka grubunun diklik (kurtosis), çarpıklık (skewness) ve üniformite (uniformity) değerlerinin kontrol grubundan anlamlı şekilde düşük olduğu bulundu (p<0,05). Vaka ve kontrol grubu arasında ortalama, standart sapma, maksimum, ortanca, varyans ve entropi açısından anlamlı bir farklılık bulunamadı. Parkinson hastalığı olma durumuna göre diklik (kurtosis) değeri üzerinden yapılan ROC analizine göre kesme noktası 2,66 olarak bulundu. Bu kesme noktadaki duyarlılık %64,86, özgüllük ise %71,79 olarak bulundu. Çizilen ROC eğrisinde eğri altında kalan alan 0,702 olarak bulundu. Parkinson hastalığı olma durumuna göre çarpıklık (skewness) değeri üzerinden yapılan ROC analizine göre kesme noktası -0,154 olarak bulundu. Bu kesme noktadaki duyarlılık %81,08, özgüllük ise %51,28 olarak bulundu. Çizilen ROC eğrisinde eğri altında kalan alan 0,663 olarak bulundu. Parkinson hastalığı olma durumuna göre üniformite (uniformity) değeri üzerinden yapılan ROC analizine göre kesme noktası 0,322 olarak bulundu. Bu kesme noktadaki duyarlılık %83,78, özgüllük ise %53,85 olarak bulundu. Çizilen ROC eğrisinde eğri altında kalan alan 0,666 olarak bulundu. 
Sonuç olarak bu çalışmada yapılan ROC analizi sonucunda diklik (kurtosis), çarpıklık (skewness) ve üniformite (uniformity) değerlerinin hastalığın teşhisinde kullanılabileceği bulundu. 

Anahtar Kelimeler: Parkinson hastalığı, Tekstur, Substantia nigra, histogram

Abstract:
The aim of the study was to compare histogram-based texture analysis of the substantia nigras via magnetic resonance imaging (MRI) of Parkinson's patients with the healthy control group. 
In our study, histogram-based textureanalysis of the pixels in each ROI (Region of interest) measured from the substantia nigra was performed on the participants. Algorithm for the entire imaging analysis was provided by the in-house program written by MATLAB (version R2009b;MathWorks, Natick, MA, USA).
A total of 76 participants, 37 (48.7%) cases and 39 (51.3%) controls, were included in the study. The median age of the case group was 66 (61-73) while the median age of the control group was 71 (58-78). 18 (48.6%) of the case group were female and 18 (48.6%) of the control group were female as well. No significant differences were found between the case group and the control group in terms of age and gender (p>0,05). As a result of comparing the histogram values of the case group and the control group, it was found that the kurtosis, skewness and uniformity values of the case group were significantly lower than the control group (p<0,05). No significant differences were found between the case group and the control group in terms of mean, standard deviation, maximum, median, variance and entropy. According to the ROC analysis carried out on the kurtosis value considering the probability of being diagnosed with Parkinson's disease, the breakpoint was found to be 2.66. Sensitivity for this breakpoint was 64.86%, with specificity of 71.79%. The area under the ROC curve was found to be 0.702. According to the ROC analysis carried out on the skewness value considering the probability of being diagnosed with Parkinson's disease, the breakpoint was found to be -0.154. Sensitivity for this breakpoint was 81.08%, with specificity of 51.28%. The area under the ROC curve was found to be 0.663. According to the ROC analysis carried out on the uniformity value considering the probability of being diagnosed with Parkinson's disease, the breakpoint was found to be 0.322. Sensitivity for this breakpoint was 83.78%, with specificity of 53.85%. The area under the ROC curve was found to be 0.666.
As a result of the ROC analysis carried out in this study, it was found that the kurtosis, skewness and uniformity values can be used in the diagnosis of the disease. 
Keywords: Parkinson's disease, Texture, Substantia nigra, histogram