Retina görüntülerinde yaşa bağlı makula dejenerasyonunun bilgisayar destekli tespiti
Computer aided detection of age related macular degeneration in retinal images
Yazar: ESRA ÇALIK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. BUKET DOĞAN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik-Bilgisayar Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Sayısal görüntü = Digital image ; Sayısal görüntü analizi = Digital image analysis

Özet:
Bilgisayar destekli tespit sistemleri, görüntü işleme teknikleri kullanılarak, göz hekimlerine Yaşa Bağlı Makula Dejenerasyonu (YBMD)?nun tespit ve takibi konusunda yardımcı olmayı hedeflemektedir. Bu tez çalışmasında, FFA (Fundus Floresein Anjiografi)yöntemi ile elde edilen retina görüntüleri üzerinde YBMD?nin tespit işleminin gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır.
Bilgisayar destekli tespit (BDT) işlemleri genel olarak ön-işleme, bölütleme, özellik çıkarımı ve karar verme aşamalarından oluşmaktadır.  Bu tez çalışmasında, görüntünün histogram işlemleri, renk bandlarına ayrılması gibi ön-işleme teknikleri kullanılarak, retina görüntülerinden, optik disk, kan damarları gibi yapıların ayrıştırılarak, YBMD hastalığının tespit edilebilmesine yardımcı olabilecek ve en anlamlı sonuçları sağlayacak yöntemler araştırılmıştır.  Retina görüntülerinde YBMD tespitinde yüksek başarı yüzdesi elde edebilmek için öncelikle görüntüler üzerinde ilgili bölgelerin başarılı bir şekilde tespit edilmesi gerekmektedir.  Bu tez çalışmasında ön işleme aşamasında YBMD olabilecek bölgelerin daha belirgin hale getirilmesi ve başarılı bir bölütleme işlemi gerçekleştirmek için kenar bulma ve genişletme algortimaları kullanılmıştır.  Retinanın makula bölgesinde meydana gelen YBMD?nin algılanıp bölütlenmesi için, retina üzerinde bulunan kan damarlarının ve optik diskin görüntülerden elimine edilmesi sağlanmıştır.  Retinadaki kan damarları şekil ve yapı olarak, optik disk ve YBMD?den farklıdır.Başarılı bir bölütleme işlemi için kan damarlarının, morfolojik görüntü işleme tekniklerinden, genişletme algoritması kullanılarak görüntülerdeki belirginliği azaltılmıştır.  Eşikleme işlemi yapıldığında kan damarları görütülerden elimine edilmiş, geriye İB olabilecek yapılar kalmıştır.  Diğer bir değişle morfolojik görüntü işleme teknikleri kullanılarak kan damarlarının görüntülerden önemsenmeyecek ölçüde eliminasyonu gerçekleştirilmiştir.  Ön-işleme ve bölütleme aşamalarındaki işlemler soncundan elde edilen ilgili bölgeler etiketlenerek, özellikleri çıkarılmıştır.  Çıkarılan özellikler doğrultusunda geliştirilen algoritma ile optik disk elimine edilmesi sağlanmıştır.  Son aşamada bu özelliklere göre ilgi bölgeişaretlenmiştir.Sistemin başarısı, BDT işlemi sonucu işaretlenen, YBMD?li ve sağlıklı retina görüntülerinin, uzman bir göz hekimi tarafından kontrol edilerek, YBMD?i doğru tespit edip etmediği sonucu belirlenmiştir.YBMD?nin tespiti çalışmasında performans değerlendirme ölçütleri kullanılarak, geliştirilen yazılımın başarı oranı %85,05 olarak belirlenmiştir. Bu tez çalışmasında, makula bölgesinde meydana gelen YBMD alansal olarak tespit edilmektedir.  Böylece, hastaya uygulanan tedavinintakibi işaretlenmiş retina görüntüleri üzerinden hekimlertarafından gerçekleştirilebilecektir.

Abstract:
Computer aided detection systems goal to help eye doctors in Age Related Macular Degeneration (ARMD) using image processing techniques.  In this thesis aims to realize ARMD detection process on the retinal images obtained by the FFA (Fundus Floresein Angiography).
Computer aided detection (CAD) process consists of image pre- processing, segmentation, feature extraction and decision-making steps in general.  This study intends to observe the methods that provide the most meaningful results and be helpful to detection of ARMD by separating structure like blood vessels, optic disc from retinal images using pre- processing techniques as bands of color seperation, histogram processes of images.  Interest area?s need to be determined successfully to achive high success rate on the retinal images of ARMD determination.  In this thesis, in pre- processing stage the areas that can be ARMD is made to be more clear and sharpener and edge filters and dilation algorithms are used to perform successful segmantation process.  ARMD which occuring in the macular region of the retina to detect and segmentation, the blood vessels and optic disc on the retinal images were to be eliminated.  Retinal blood vessels differ from optic disc and ARMD in terms of shape and structure.  To make blood vessels more negligible, on dilation algorithm which is one of the morphological image processing techniquies was applied to have a successfuş segmentation.  After thresholding process blood vessels were eliminated from the images and structure which can be region of interest remained.  On the other hand, using morphological image processing techniques, the elimination of blood vessels in the images was negligible.  At the end of the pre- processing and segmentation stages, regions of interest are labeled and feature extracted.  Regions of interest are issued to characteristics, optic disc have been eliminated by the algorithm developed.  In the final stage the regions of interest are labeled according to these features.  Accuracy of system is tested by eye doctor as controlling the ARMD and helaty retinal images labeled by CAD process whether the process detect the results as true or not.  In detection of ARMD study, using performance evaluation criteria, the accuracy of the algorithm is obtained as 85,05%.
In this thesis, area of ARMD which is occuring fovea are determined.  Thus, monitoring of the treatment of the patient can be made by doctors labeled on retinal images.