Beyin MR görüntülerinin kesit konum standardizasyonu
Standardization of slice-positioning for brain MR images
Yazar: ALİ İSKURT
Danışman: DOÇ. DR. YAŞAR BECERİKLİ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Beyin = Brain ; Görüntü bölütleme = Image segmentation ; Görüntü işleme = Image processing ; Görüntü işleme-bilgisayarlı = Image processing-computer assisted ; Manyetik rezonans görüntüleme = Magnetic resonance imaging ; Tıbbi görüntüleme = Medical imaging

Özet:
Beyin MR görüntülerinin incelenip tam otomasyon ve yüksek doğrulukla bölütlenmesi ve sayısal ölçümlere dökülmesi, günümüzde oldukça önemli bir konudur ve halledilmemiş pek çok problem barındırmaktadır. Bu tezde, bu ihtiyacın giderilmesine katkı sağlayacak özgün algoritmalar üretilmiştir. En başta gelen katkı da kesit pozisyonlaması ve otomasyonudur. Çünkü beyin organları kesit açılarına göre hacim, alan ve çeper olarak değişmekte ve teşhisi yanıltabilmektedir. Otomasyonlu standart çekimler için anatomik 3 yeni referans nokta tespit edilip test edilmiştir. Referans düzlem elde edilerek açısal ve ötelemesel olarak farklı insanlara ait MRI hacimlerini her çekimde çakıştıracak ve mukayeseleri aynı düzleme taşıyacak bir teknik geliştirilmiştir. Bu esnada pek çok yarı ve tam otomatik yazılımlar geliştirilerek uygulanmıştır. Bu algoritmalarda çoğunlukla eş intensite yani jeodezik pasif konturlar etkinlikle uygulanmıştır. Örneğin beyin bölgesi çıkartımı BEGPC algoritması ile jeodezik pasif konturlar kullanılarak yapılmaktadır. Elle çekim ve otomatik çekimlerin 25 hasta üzerindeki açısal standart sapmaları incelenmiştir. Bunun için Talairach referans noktaları tüm hastalarda etiketlenmiştir. Sonuçta pitch ve yaw açılarına ait varyanslarda oldukça önemli iyileşme gözlenmiştir. (Ppitch < 0.005 ve Pyaw < 0.001). Elle bulunan 3 referans noktası otomasyonla da aynı doğrulukta elde edilmiş ve benzer önem etkileri bulunmuştur. Kullanılan veritabanındaki hesaplamalar sonucunda beyne ait ortalama göz alanı, gözler arası mesafe, mercek alanları, beyin yüzey alanı gibi öznitelikler %95 güven aralığında elde edilmiştir. Kesit pozisyonlamasının lateral ventrikülde atrofi ölçümlerine etkisi ispatlanmıştır (PLV < 0.001 ).

Abstract:
Full automatic investigation of brain MR images with high reliability, accuracy and quantitative analysis of images are very important issues which involves many unsolved problems. In this thesis innovative algorithms are put forward for suppliying the necessity. The major supply is the automatic slice-positioning. Brain organs change area and perimeter according to slicing angle and this situation misleads the diagnosis. 3 new landmarks are discovered for standardized automatic scans and tested. By obtaining a reference slice (OM), a technique is developed which will cause all MRI scans from different people to be registered translationally and rotationally and cause them to be compared on the same platform. During that many semi or full automatic beneficial algorithms are produced. Geodesic passive contours are mostly used in these algorithms. For instance, brain extraction by BEGPC is done by utilizing geodesics. Angular variances of manual and automatic scans are investigated on a database which consists of 25 people. For that, Talairach points are labeled in whole database. In the end, enhancement on variances of pitch and yaw angles are found to be significant (Ppitch < 0.005 ve Pyaw < 0.001). 3 landmarks found by manual labeling are also captured automatically at the same level of accuracy. These automatically found Talairach points produce the same significance. Mean eyeball axial area, mean distance between eyeball centers, mean areas of lenses and average area of brain surface which are all about brain are obtained in 95% confidence interval in the end of the calculations on thesis database. Effects of slice positioning on atrophy measures are found to be significant (PLV < 0.001 ).