Hiyerarşik sinir ağları ile abdominal görüntü bölütleme ve üç boyutlu görüntüleme

Tıbbi görüntüleme ile anatomi hakkında detaylı bilgiler elde edinilebildiğinden, tanı amaçlı görüntüleme bir çok açıdan önemli hale gelmiştir. Görüntüleme cihazları tarafından sunulan veriler, tüm veri yerine ilgilenilen dokunun görüntülerde belirlenerek ayrılması suretiyle işlenebilir. Sayısal görüntü gösterimi ve işlenmesi alanındaki gelişmelerin yardımı ile de bu görüntülerin incelenmesinde yeni tekniklerin kullanılması da mümkün olmaktadır. Ayrıca bu sayısal çoklu veri dilimleri, çeşitli görüntüleme teknikleri kullanılarak üç boyutlu görüntülerin oluşturulmasında, tanı, ameliyat benzetimi ve tedavi planlama gibi alanlarda da kullanılabilmektedir. Bu işlemleri gerçekleştirecek yöntem ve araçların geliştirilmesi ve elde edilen verilen sunulması, bölütleme ve üç boyutlu görüntüleme başlıkları altında incelenmektedir. Bölütleme ve görüntüleme birbirleriyle yakın ilişkili iki alan olup, bir çok radyolojik uygulamada kullanılmaktadırlar.Bölütlemede kullanılacak teknik, tıbbi uygulama alanına, görüntüleme cihazına ve gürültü gibi dış etkenlerden kaynaklanan bir çok faktöre bağlıdır. Örtüşen organ ve doku yoğunlukları nedeniyle de, abdominal organ görüntüleme pek çok zorluk içeren bir bölütleme uygulama alanıdır. Bu nedenle, uygun bir bölütleme yönteminin seçimi ve geliştirilmesi, bölütlenecek organın özelliklerine bağlıdır. Üç boyutlu görüntülemede ise amaç önemli doku ve organların en net ve açık olarak gösterilebilmesidir ancak benzer nedenlerden ötürü abdominal üç boyutlu görüntülemede temel teknikler yetersiz kalmaktadır. Transfer fonksiyonları, üç boyutlu görüntülerle etkileşimde renk ve opaklık gibi önemli parametrelerin belirlenmesini etkileşimli olarak sağladıklarından, bu parametrelerin belirlenmesinde etkili ve kullanışlı tekniklerin geliştirilmesi önemlidir. Hem bölütleme, hem de üç boyutlu görüntüleme için, yeni tekniklerin geliştirilmesi kadar, bu tekniklerin uygun ve kullanışlı araçlar haline getirilmesi de önemlidir. Bu tez ile, abdominal görüntülerde bölütleme, üç boyutlu görüntüleme ve bunların etkin şekilde gerçeklenmesi üzerine yeni çalışmalar sunulmaktadır.Tez kapsamında öncelikle karaciğer donor adaylarının karaciğer hacimlerini ölçmek üzere kullanılan bir karaciğer bölütleme yöntemi geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntem, çok katmanlı yapay sinir ağlarının adım adım eğitimi ve kullanımı ile karaciğer bölütlemedeki problemlerle baş edebilen otomatik ve uyarlamalı bir karaciğer bölütleme yöntemidir.İkinci olarak, abdominal organların üç boyutlu görüntülenme başarımını artırmak amacıyla yeni bir teknik önerilmiş ve hacim görüntülemede transfer fonksiyonu saptanmasında kullanılmıştır. Geliştirilen yöntemde, abdominal organların, görüntüler üzerindeki özelliklerinden yararlanılarak yeni bir fonksiyon tanımlanmış ve bu fonksiyona yakınsamada hiyerarşik yapay sinir ağları kullanılmıştır.Son olarak, geliştirilen karaciğer bölütleme yöntemi, daha genel bir çalışma olan nesne tabanlı bölütleme kapsamında gerçeklenmiştir. Eklenti bir program halinde kodlanarak bir tıbbi görüntüleme yazılımına tümleştirilen karaciğer bölütleme yöntemi, karaciğerin tüm analizinde yararlı olacak örnek eklenti programlar ile beraber kullanılarak, nesne tabanlı bölütleme ve üç boyutlu görüntülemenin sağladığı kazanımlar incelenmiştir. Bu yaklaşım, genel amaçlı bölütleme üzerine hazırlanan başka eklenti programlar ile farklı abdominal görüntülere de uygulanarak sonuçları sunulmuştur.