Tez özetleri Astronomi ve Uzay Bilimleri Anabilim Dalı

ZAİM GÖKBAY İnci
Tez Adı : SYMPES Yöntemiyle Biyomedikal Görüntülerin Modellenmesi

Danışman : Prof. Dr. Sıddık YARMAN

Anabilim Dalı : Biyomedikal Mühendisliği

Programı : -

Mezuniyet Yılı : 2013

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Sıddık YARMAN

Prof. Dr. Aydın AKAN

Prof. Dr. Hakan Ali ÇIRPAN

Prof. Dr. Seçkin DİNDAR

Doç. Dr. Ümit GÜZ

SYMPES Yöntemiyle Biyomedikal Görüntülerin Modellenmesi
Medikal görüntülerin iletilmesi ve arşivlenmesi modern iletişim sistemlerinde geniş bir alan içerisinde kullanılmaktadır. Bir medikal görüntünün yeniden oluşturulması için gerekli olan bilgi miktarının, teşhise elverişli olacak şekilde, en aza indirgenmesi görüntünün iletilmesini ve arşivlenmesini sağlayan sistemlerin kapasitesini belirgin bir biçimde arttırmaktadır.
Bu tezde, medikal görüntülerin sınıflandırılmış enerji ve yapı öbekleri (CEPB)‘ ne dayalı bir yöntem ve değerlendirme sonuçları sunulmaktadır. Geliştirilen yöntemin en önemli özelliği, herhangi bir görüntüleme yöntemi ile elde edilen medikal görüntünün kendinden bağımsız farklı görüntüleme yöntemleri (MR, BT, CR) kullanılarak elde edilen başka bir medikal görüntülerden üretilebilmesidir. Buna ek olarak, yeni yöntem sıkıştırma oranında insan görme sistemine bağlı olarak büyük ölçüde sıkıştırma oranı elde edilmesini sağlamaktadır.
Önerilen yöntemde, eğitim görüntüleri kullanılarak oluşturulan Önceden Tanımlı Vektör Bankaları, CEPB, ile herhangi bir hastaya ait herhangi bir görüntüleme yöntemi kullanılarak elde edilen medikal bir görüntü yeniden oluşturulmaktadır. Genel olarak görüntü sıkıştırma yöntemlerinde boyutların büyük olması nedeniyle işlem kolaylığı açısından görüntüler ixj öbeklere bölünür. Bu çalışmada da görüntü ixj öbeklerine ayrılmış, her öbek, olacak şekilde modellenmiştir. Bu modelde P_IP, öbeğin keskin detaylarını, kenar ve köşelerini temsil eden yapı vektörü olarak, E_IE, öbeğin aydınlık bilgisini ve renk geçiş bilgisini veren, enerji vektörü olarak tanımlanmıştır. G_i, öbek ölçekleme sabiti olarak tanımlanmış, adlandırılmıştır.
Yöntemde ilk olarak CEPB oluşturulmuş, haberleşme sistemindeki iki taraf olan alıcı ve vericiye yerleştirilmiştir. Bu şekilde iletim bandında oldukça tasarruf edilmiştir. CEPB içinde giriş görüntüsünü en küçük kareler anlamında en iyi temsil edebilecek veya uyumlu enerji ve yapı öbekleri bulunmaktadır. Görüntünün kodlanması sırasında CEPB ’nin oluşturulması için kullanılan matematiksel yöntem kullanılmıştır. Görüntü öbeklerine ayrılarak her öbek için enerji vektörü, yapı vektörü oluşturulmuştur. Bu bloklar daha önceden oluşturulan CEPB içindeki enerji ve yapı blokları ile karşılaştırılarak benzer blokların indisleri elde edilmiştir. Yeniden oluşturma sırasında her öbeğin oluşturulmasında kullanılan CEPB’ deki enerji ve yapı vektörlerinin indisleri (I_E) ve (I_P) uygun biçimde hesaplanacak olan bir ölçekleme sabiti ile öbeği belirli bir duruma getirmiş olacaktır. Böylece görüntünün her öbeği, CEPB’ de bulunan indisler ve ölçekleme sabiti cinsinden tanımlanmaktadır.

Kod çözme işleminde, verici ile haberleşme kanalı üzerinden indis numaraları ve ölçekleme sabitine ilişkin bilgiler gönderildikten sonra alıcı kısmında sınıflandırılmış indeks numaralarından yararlanılarak enerji ve yapı öbeklerini CEPB’ den çekilir. Önerilen matematiksel yöntem kullanılarak görüntü öbek öbek yeniden oluşturulur.

Bu çalışmada değerlendirme sonuçları ikiye ayrılmıştır. İlk sonuçlar görüntülerin PSNR değerlerine göre yapılmıştır. Birinci kısım sonrasında en yüksek ve en düşük görüntüler alınarak konunun uzmanlarının teşhise elverişliliği hakkındaki yorumları ile değerlendirilmiştir.
Çalışmanın ikinci bölümünde giriş görüntüleri 5 ayrı veri tabanı (CEPB) ve onların birleştirilmesinden oluşturulan veri tabanlarıyla yeniden oluşturulmuş, PSNR değerleri incelenmiş ve en iyi ve en düşük PSNR değerli görüntüler radyoloji uzmanları tarafından yorumlanmıştır.
Tezin son kısmında ölçekleme katsayısı, enerji ve yapı öbeklerinin görüntünün oluşumundaki etkileri incelenmiştir. Bu bölümde yapılan deneylerde amaç teşhise elverişli olacak daha fazla sıkıştırma oranını elde etmeyi sağlamaktır. Bir diğer amaç ise, görüntünün oluşumu sırasında enerji ve yapı öbeklerinin teşhisi etkileyemeyecek belirtilerin hangi vektör kümeleri ile temsil edildiğini incelemektir. Elde edilen görüntüler uzman görüşü ile desteklenmiştir.