Derin öğrenme kullanarak optik sinir hipoplazisi hastalığının tespiti

İnsan retinal görüntülerinden optik disk konumunun doğru tespiti ve değerlendirilmesi, özellikle optik sinir hipoplazisi (ONH) gibi doğumsal anomalilerin erken teşhisinde kritik öneme sahiptir. Bu doktora çalışmasında, ONH'nin erken teşhisi için evrişimsel sinir ağları tabanlı özgün bir derin öğrenme sistemi geliştirilmiştir. ONH teşhisinde retinal görüntülerden optik disk ve foveanın tespiti, doğru ölçümü ve değerlendirilmesi kritik öneme sahiptir. ONH için ilk defa önerilen bu otomatik teşhis yaklaşımı, ResNet-18 ön öğretimli kodlayıcı ve U-Net mimarisinin birleşimiyle oluşturulan derin öğrenme modelini kullanmaktadır. Önerilen sistem, gradyan iniş optimizasyonu ve çoklu ölçekli özellik çıkarımı sayesinde geleneksel yöntemlerin karşılaştığı ışıklandırma farklılıkları, bulanık sınırlar ve damar örtüşmeleri gibi zorlukların üstesinden gelmektedir. Geliştirilen model, uluslararası Messidor, IDRID, DIARETDB1, HRF, DRIVE ve APTOS veri setleri üzerinde kapsamlı testlere tabi tutulmuş ve hem optik disk hem de fovea segmentasyonunda başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Model performansını klinik koşullarda da değerlendirmek amacıyla Düzce Üniversitesi Göz Hastalıkları Anabilim Dalı'ndan alınan retinal görüntülerle ONH-NET adlı özgün bir veri seti oluşturulmuş ve sistemin gerçek klinik vakalardaki performansı doğrulanmıştır. Çalışmanın en önemli katkısı, optik disk çapı ve makula merkezi arası mesafe oranlarını otomatik olarak hesaplayarak ONH teşhisinde %99,58 başarı elde etmesidir. Sistem, klinisyenlere manuel ölçüm ve hesaplamalara gerek kalmadan, hızlı, objektif ve güvenilir bir karar destek mekanizması sunmaktadır. Optik disk ve fovea tespitinin yanı sıra, makula sınırlarının belirlenmesi ve ONH için kritik morfometrik ölçümlerin otomatik gerçekleştirilmesi, bu çalışmayı literatürdeki benzer çalışmalardan ayırmaktadır. Bu tez, retinal görüntüleme ve derin öğrenme alanlarındaki yenilikçi yaklaşımları birleştirerek, klinik uygulamalarda kullanılabilir bir çözüm sunmakta ve oftalmoloji alanına önemli katkılar sağlamaktadır.