Akciğer grafilerinde nodül gelişiminin izlenmesi
Monitoring the nodule prognosis from lung x-ray data
Yazar: MUHARREM ENGİN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. EMRE SÜMER
Başkent Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Bu çalışmada akciğer grafilerinden nodüllerin gelişimlerini otomatik olarak tespit eden bir sistem önerilmiştir. Akciğer nodülleri yaygın olarak görülen bir rahatsızlıktır. Nodüller, tomografi gibi nispeten daha riskli ya da MRI gibi daha pahalı yöntemlerle kesin sonuçlar alınarak izlenebilir. Ancak, röntgen ile görüntüleme yöntemi yaygın kullanılmasının yanı sıra düşük maliyetlidir. Nodüllerin gelişimlerinin kısa aralıklarla röntgen yöntemi ile takip edilmesi birçok açıdan fayda sağlamaktadır.
Bir hastaya ait nodül gelişim değerlendirmesinin yapılabilmesi için iki farklı zamanda çekilen görüntüleri üst üste bindirmek gerekir. Üst üste bindirme yapabilmek için özellik eşleştirme yöntemleri kullanılarak homografi matrisi elde edilmiş ve sonrasında görüntü çakıştırma işlemi gerçekleştirilmiştir. Görüntü çakıştırmanın başarısını tespit edebilmek için elle işaretlenen, aynı olduğu bilinen noktaların uzaklık karşılaştırılması yapılmıştır. Ayrıca başarımın ölçümü için kapalı alan bilgisine dayanan bir yöntem önerilmiştir. Görüntü çakıştırıldıktan sonra konum bilgisine göre her iki resimdeki eşleşen nodüller tespit edilmiştir. İlk resimde eşleşmeyen nodüllerin kaybolduğu, daha sonra çekilen görüntüdeki nodüllerin yeni ortaya çıktığı değerlendirilmiştir. Nodüller, görüntü üzerinde piksel kümesinden oluşan kapalı alan olarak değerlendirilmiş olup eşleşmeden sonra kapalı alanların oluşturduğu alan bilgileri hesaplanarak büyüme ya da küçülme durumları sayısal olarak ortaya konulmuştur. Sonuç olarak, gerek görüntü çakıştırma gerekse nodül eşleştirme ve gelişim analizinde tatmin edici sonuçlar elde edilmiştir.

Abstract:
In this study a system that automatically detects the prognosis of nodules from chest X-ray data is proposed. Lung nodules are commonly seen as an illness. Nodules can be precisely monitored with a more riskful to human health methods such as CT or more expensive methods such as MR. However, X-ray imaging is a low cost method as well as its widespread usage. Monitoring the nodules in short intervals by X-ray method, gives benefits in many aspects.
X-ray data taken at two different times must be overlapped to perform the assessment. By using feature matching methods homography matrix is calculated and then image registration is performed. To assess the registration success, the distance between the identical points which are selected manually, are compared. In addition, a method based on closed contour information is proposed to measure the success. According to nodule position, matched nodules are determined after image registration. Unmatched nodules on the first image are evaluated as lost while those on the second image are evaluated as newly appeared. Nodules are considered as closed contours consisting of pixel set where closed contour area is calculated after nodule matching process. In this way growth and shrink states are determined numerically. As a result, satisfactory results are obtained, both for the image registration and the process of nodule matching and prognosis.