Ses ötesi görüntülemenin benzetimi
Simulation of ultrasound imaging
Yazar: LALEHAN CANDEMİR
Danışman: PROF.DR. İNCİ ÇİLESİZ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Sesötesi görüntülemede, incelenen dokuların akustik özelliklerine bağlı olarak olusangürültüler ve yapay olgular, frekans ve odak gibi değiskenlerin yanlıs seçilmeleri vesistemlerin ölçümlemelerin yapılmamıs olması gibi etmenler görüntülerin yanlıs tanıyaneden olacak kadar çok bozulmasına yol açmaktadır. Sıra dısı durumların doğrutanılanması ise yukarıdaki etmenler yüzünden imkansızlasmaktadır. Tanı eğitimindekullanılan yapay dokuların ticari kısıtları, bilgisayarla yapılan benzetimleri zorunluhale getirmektedir. Bu tez çalısmasının amacı, sesötesi görüntüleme benzetimlerinin tanıeğitimleri sırasında kullanılabilirliğinin gösterilmesidir. Çalısma kapsamında sesötesigörüntülemenin benzetimi yapılmıs ve parametre seçimlerinin benzetim sonuçlarınınasıl etkileyeceği incelenmistir. Benzetimler, çalısma kapsamında üretilen yapay dokukesitleri üzerinde ve J.A. Jensen tarafından gelistirilmis FIELD II program setikullanılarak yapılmıstır. Tez çalısması kapsamında yapay doku kesitlerininolusturulması, kullanıcıya ekrandan bazı değerleri girebilme olanağı veren benzetimprogramı, olusturulan görüntülerin analizi islevleri için üç farklı programgelistirilmistir. Olusturulan görüntülerin kalitesinin incelenmesi için bir kist fantomuseçilmis, bu fantomun farklı parametrelerdeki benzetim görüntüleri hesaplanmıs vebenzetim görüntülerin birbirleriyle karsılastırılabilmesi için kistlerin algılanabilirliği,gelistirilmis bir program aracılığıyla hesaplanmıstır. Kistlerin algılanabilirliği; görüntüüzerinde olası kist alanlarının arka-plan değerlerinden ayırt edilmesi, bölütlenmesi vesonra da elips yerlestirme algoritmaları uygulanarak elips büyüklüklerininkarsılastırılması seklinde yapılmıstır. Yapılan çalısmanın sonucunda, benzetim frekansıile zayıflama ve gürültü katsayıları arttıkça, zayıflama etkilerinin ve bozulmaların dahabelirgin hale geldiği, kistlerin ayırt edilebilirliklerinin büyük ölçüde azaldığı ve kistolmayan bölgelerin de kist olarak gruplanabildiği görülmüstür.Anahtar Kelimeler: Sesötesi Görüntüleme, Benzetim, Fantom, Görüntü İsleme

Abstract:
Factors like, (i) noise and (ii) artifacts, that occur depending on acoustical properties oftissues, (iii) wrong selection of system variables, like (a) operation frequency, (b) wrongor no calibration, and (c) location of focal points, may cause high amount of imagedegradation during ultrasound imaging. This in return may lead to misdiagnoses andcorrect diagnosis of uncommon cases becomes impossible. Misdiagnoses may beprevented by enhanced training of physicians. Limitations of commercially availablephantoms make the simulation of ultrasound imaging a sure necessity in training. Theaim of this study was to show the feasibility of ultrasound simulation in diagnosticultrasound training. Under the scope of this work, the ultrasound imaging wassimulated and effects of different parameters were observed. Simulations were done onartificial tissue cross-sections using FIELD II program set developed by J.A. Jensen.Three types of programs were developed. Those were specialized for (i) generation ofartificial tissue cross-sections, (ii) ultrasound image simulation allowing the user tomodify some parameters on-screen, and (ii) analysis of simulated ultrasound images. Inorder to evaluate the quality of generated images, a cyst phantom was selected andultrasound images were generated. Identification of cysts was accomplished bycomparing dimensions of detected cysts through a series of operations, like the adaptivecontrast equalization, segmentation, and ellipse-fitting. Any increase in simulationfrequency, noise and attenuation coefficient decreases the possibility of identification.Likewise, an increase in attenuation and degradation results in differentialmisclassification of a cyst from healthy regions.Keywords: Ultrasound imaging, Simulation, Phantom, Image Processing.