Derin öğrenme tabanlı beyin MR görüntülerinden beyin tümörlerinin tespit edilmesi ve sınıflandırılması

Beyin tümörlerinden kaynaklanan ölümlerin sayısı her geçen gün artmaktadır. Beyin tümörleri çok hızlı büyürler. Erken teşhis kanser tanısında, tedavi planlamasında ve tedavi sonucunun değerlendirilmesinde hayati öneme sahiptir. Eğer beyin tümörü olan bir hasta doğru ve erken tedavi görmemişse, hastanın hayatta kalma şansı düşebilir ve ölümle sonuçlanabilir. Beyin tümörlerinin tanı ve teşhisinde tıbbi görüntüleme önemli bir role sahiptir. Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG), en popüler medikal görüntüleme yöntemlerinden biridir. MRG'den tümörlerin varlığını ve tümör özelliklerini belirlemek uzmanlar tarafından yapılmaktadır. Beyin tümörlerinin niteliğinin belirlenmesi doktorun deneyimine ve bilgisine bağlıdır. Dünya Sağlık Örgütü (DSÖ)'nün raporları beyin tümöründen etkilenen kişilerin sayısının dünya genelinde her yıl önemli ölçüde arttığını göstermektedir. Tümörler farklı şekil ve büyüklüğe sahiptir ve beyin bölgesinde farklı alanlarda bulunabilirler. Bu durum uzmanların tümörü tespit edebilme sürecini daha karmaşık hale getirmektedir. Uzmanlar tarafından beyin tümörünün tespit edilmesi zaman alıcı ve hataya açık bir süreçtir. Uzmanın deneyimi tespit sürecinin başarımını etkilemektedir. Beyin tümörünün manuel tespiti, hasta sayısının fazla olduğu durumlarda kullanışlı bir yöntem değildir. Bu nedenle, beyin tümörlerinin otomatik olarak tespit edilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Hekimlerin teşhis yeteneklerini arttırmak ve doğru teşhis için uzmanlar tarafından harcanan süreleri azaltmak, Bilgisayar Destekli Otomatik Tespit Sistemleri (BDOTS) ile mümkün olabilmektedir. Bu tez çalışmasında beyin MR görüntülerinden otomatik tümör tespiti yapan ve tümörleri derecelerine ve türlerine göre sınıflandırabilen beş farklı BDOTS tasarlanmıştır. 6 farklı veri tabanı kullanılarak tasarlanan BDOTS'ların performansı değerlendirilmiştir. Tasarlanan BDOTS'lardan iki tanesi ön işlem, morfolojik işlemler, kenar tespiti ve beyin tümörlerinin dokusal, istatistiksel, morfolojik ve renk özniteliklerinin çıkarımı ve sınıflandırma işlemlerini kapsamaktadır. Diğer üç sistem ise Evrişimsel Sinir Ağları (ESA), Bölgesel Evrişimsel Sinir Ağları (BESA), AlexNet, VGG16, Yerel Alıcı Alanlar- Aşırı Öğrenme Makinesi gibi derin öğrenme mimarileri temellidir. Her bir BDOTS'un sağladığı üstünlükler ve eksiklikler tez içerisinde detaylı bir şekilde irdelenmiştir. Yapılan çalışmaların sonucunda beyin tümörlerinin tespitinin ve sınıflandırılmasının başarılı bir şekilde gerçekleştiği görülmüştür.