Manyetik rezonans (MR) diz görüntülerinde otomatik menisküs tespiti ve yırtıkların teşhisi
Automatic meniscus detection and diagnosis of the tears on magnetic resonance (MR) images of the knee
Yazar: OKYAY GENÇALİOĞLU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. CEMAL KÖSE
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Tıpta bir hastalığa tanı konulması, en az tedavi kadar önemli bir aşamadır.Başarılı bir tedavi ancak doğru tanı konulduğunda gerçekleşebilir. Bu açıdanbakıldığında, radyolojik görüntülemenin tanı yöntemleri arasında ayrı bir önemi vardır.Günümüzde özellikle diz eklem problemlerini teşhis etmek amacıyla sıkça, modern birradyolojik görüntüleme tekniği olan Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG)'yebaşvurulmaktadır.Menisküsler, diz ekleminde iki adet bulunan, diz eklemini destekleme,kıkırdaklara ve kemiklere binen yükü azaltarak hareket kabiliyetini arttırma gibi önemligörev ve fonksiyonlar üstlenen kıkırdak yastıkçıklardır. Bu kıkırdak dokular üzerindemeydana gelebilecek olan yırtıklar, hareket kabiliyetini sınırlayarak diz eklemininsağlığını olumsuz yönde etkilemektedir. Dolayısıyla bu tür problemlerin zamanında vedoğru olarak teşhis edilmesi, tedavi sürecine önemli katkıda bulunmaktadır.Bu çalışmada öncelikle, proton densite, sagital diz MR görüntülerinde iç (medial)veya dış (lateral) menisküsün ön ve arka boynuzlarının da içinde bulunduğu diz eklembölgesi, histogram ve istatistiksel kemik bölütleme tabanlı metotlarla tespit edildi.Lokalize edilen eklem bölgesi üzerinde yapılan bazı ön görüntü işlemlerinin ardındangörüntü ikiliye çevrildi ve etiketlendi. Son olarak parametrik bir üçgensel prototip modelkullanılarak şablon eşleme tekniği ile menisküs boynuzları tespit edilerek analiz edildi.Karadeniz Teknik Üniversitesi Tıp Fakültesi Farabi Hastanesi RadyolojiBölümü'nden tedarik edilen 30 farklı hastadan 100 dilim (slice) proton densite, sagitalMR diz görüntüsü üzerinde teşhis-analiz sistemi test edilmiştir.Çalışma için gerçeklenen teşhis-analiz sistemi, herhangi bir görüntü-bilgitabanındabelirli bir perspektifte görüntü içeriği sorgularının yapılmasını sağlayabileceğigibi görüntüyü ekrana almadan menisküs yırtıklarını tespit ederek tedavi planlaması içinklinisyeni yönlendirebilir. Ayrıca elle görüntü üzerinde ölçülmesi çok zor ve zaman alıcıolan çeşitli nicel hesaplamaları otomatik olarak yaparak daha doğru ve somut bilgilerortaya koyabilir.Anahtar Kelimeler: Menisküs Yırtıkları, İstatistiksel Görüntü İşleme, Histogram,Örüntü Tanıma, Şablon Eşleştirme, MR, Manyetik Rezonans

Abstract:
In medicine, diagnosis of any disease is very important process as well astreatment. A successful treatment can only be done with accurate diagnosis. With respectto this, radiological imaging methods have an important role in health care. Recently,Magnetic Resonance (MR) as a modern imaging method is often used especially fordiagnosing the problems regarding knee joint.Meniscuses are cartilage cushions, which assume critical functions likesupporting the knee joint, increasing the mobility by decreasing the burden that rides onthe bones and cartilages. Tears that might be take place on this soft cartilage tissue arealso very significant injury from the health of the knee point of view.In this study, first of all, the knee joint (meniscal area) which includes anteriorand posterior horns of the medial or lateral meniscus are detected by histogram andstatistical bone segmentation based methods on the sagittal plane, proton density MRimages of the knee. Following several pre-processing operations on the localized kneejoint, the image is converted to binary and labeled. Finally, template-matching techniqueis employed by means of adapting a parametric triangular prototype. Then, the meniscushorns are detected and analyzed for tear-diagnosis purpose.The diagnosis-analyze system has been tested on 100 slices of proton density,sagittal MR images of the knee that had been taken from 30 different patients, providedby Radiology Department of Faculty of Medicine at Karadeniz Technical University.The implemented Diagnosis-Analysis system can provide content-based searchfor the context from an image-knowledge-base and can also supervise the clinicianbefore the image hasn?t been viewed on the monitor yet. In addition, more concrete andaccurate data can automatically be obtained by doing several quantitative calculationsthat are very hard and painstaking to measure on the image manually.Keywords: Meniscus Tear, MR, Magnetic Resonance, Statistical Image Processing,Histogram, Template Matching, Pattern Recognition.