Low dose CT imaging for cancer diagnosis and therapy

Kanser, insanlarda sıkça görülen ve ölüm sebepleri arasında ikinci sırada olan bir hastalıktır. Kanserin erken evrelerde teşhis edilmesinin tedavinin başarısını arttırmak için çok kritik olduğu bilinmektedir. Kanserin teşhisi ve evresinin belirlenmesinde farklı görüntüleme yöntemleri kullanılır. Bu yöntemlerden biri bilgisayarlı tomografi (BT), nesnenin etrafından alınan iz düşümleri kullanarak üç boyutlu (3B) nesnenin iki boyutlu (2B) görüntü dilimlerini sağlar. BT'nin temel kısıtları radyasyon dozu ve düşük kontrast duyarlılığıdır. Öncelikle, BT'de radyasyon dozunu azaltmak için daha az sayıda iz düşüm alınabilir ki bu durum geri çatma probleminin eksik belirtili olmasına neden olur. Önceki çalışmalar bu problemi aşmak için yinelemeli geri çatma yöntemleri önermiştir. Bu yöntemlerin en önemli zayıflığı, yüksek hesaplama maliyetidir. Bu sorun toplam değişinti (Total Variation: TV) en küçüklenmesini kullananarak, hesaplama açısından verimli filtrelenmiş geri projeksiyon (filtered backprojection: FBP) temelli yöntem ile ele alınmıştır. 2B modifiye Shepp-Logan fantomu önerilen methodun performans değerlendirmeleri için kullanılmıştır. Önerilen yöntemin üstünlüğü niceliksel ve niteliksel ölçütlerle gösterilmektedir. Tezin ikinci amacı, İstanbul Teknik Üniversitesi Makine Fakültesinde üretilen manyetik nanopartiküllerin (Magnetic Nanoparticles: MNPs) kontrast maddesi olarak kullanarak BT'nin kontrast duyarlılığını arttırılmasıdır. Agaroz jel içindeki beş farklı çekirdekli manyetik nanopartiküllerden kaynaklı piksel yoğunluğu artırımları analiz edilmiştir. Sonuçlar manyetik nanopartiküllerin BT için kontrast madde olarak kullanılabilirliğini doğrulamaktadır.