Görüntü işleme ve derin öğrenme yaklaşımlarıyla strabismus tespiti

Strabismus, diğer adıyla şaşılık, dünya nüfusunun %4'ünü etkileyen yaygın bir göz hastalığıdır. Şaşılık taramalarında Hirschberg, Örtme, Prizma Örtme ve Krimsky gibi bazı klinik testler göz doktorları tarafından hastaya periyodik olarak uygulanmaktadır. Bu testlerden elde edilen sonuçlarla şaşılık hastalarının tedavi süreci ilerlemektedir. Periyodik olarak gerçekleştirilen şaşılık testleri, 2-6 ay aralıklarla tekrarlanmaktadır. Şaşılık taramasında kullanılan testlerin otomatik olarak yapılması oftalmoloji kliniklerindeki birim zamanda tedavi edilen hasta sayısını artırmakta ve ön muayenelerin daha hızlı bir biçimde gerçekleştirilmesine olanak tanımaktadır. Bu testlerin okullarda ve kırsal kesimlerde otomatik olarak yapılması, erken yaşta tespit ve tedavi edilmesi gereken şaşılık hastalığının dünyada azalması için önemli bir adımdır. Yapay zekâ tekniklerinin sürekli gelişim içinde olması, şaşılık testlerinin otomatik olarak yapılabilmesi için daha önceden önerilen yazılım modellerinin yetersiz kalması sonucunu doğurmakta ve bu modellerin efektif kullanılmasını zorlaştırmaktadır. Bu anlamda literatür taraması gerçekleştirilmiş ve tezde önerilen modellerle literatürde önerilen modeller karşılaştırılmıştır. Bu tezde, şaşılık taramalarında en çok kullanılan Hirschberg testi, Örtme testi ve Prizma Örtme testlerinin görüntü işleme ve derin öğrenme tekniklerini kullanarak gerçekleştirebilen yazılım modelleri önerilmiştir. Hirschberg testinin otomatik olarak gerçekleştirilmesi için toplamda 165 şaşılık hastasının verileri toplanmıştır. Hirschberg testi için önerilen yazılım modellerinden ilki, 88 şaşılık hastasının görüntüleri üzerinde test edilmiş ve %90 oranında hastaların şaşılık dereceleri doğru tespit edilmiştir. Hirschberg testi için önerilen ikinci yazılım modeli ise 77 pediatrik (0-12 yaş) şaşılık hastasının yüksek çözünürlüklü görüntüleri üzerinde test edilmiş ve %97,4 oranında başarı elde edilmiştir. 77 şaşılık hastasından 19'nun Örtme test sonuçları ile otomatik Hirschberg testinin bu hastalara ilişkin test sonuçları karşılaştırılmış ve test sonuçlarının uyumlu olduğu göz doktoru tarafından doğrulanmıştır. Tezde Örtme testi ve Prizma Örtme testlerini otomatik olarak gerçekleştiren bir medikal cihaz tasarımı yapılmıştır. Bu cihaz, şaşılık taramasında en çok kullanılan Örtme ve Prizma Örtme testlerini yapay zekâ destekli olarak otomatik olarak gerçekleştirmektedir. Şaşılık hastalarının gözlerinde örtme-açma işlemini gerçekleştiren ve hastaların göz hareketlerini inceleyen bu cihaz, Örtme testlerini tam otomatik olarak yapmakta ve hastaların şaşılık derecelerini saniyeler içerisinde belirlemektedir. Tezde yer alan otomatik testlerin her aşaması göz doktoru tarafından doğrulanmış ve ilerleyiş göz doktorunun sunduğu tıbbi bilgiler çerçevesinde gerçekleştirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Strabismus, Hirschberg Testi, Örtme Testi, Prizma Örtme Testi, Görüntü İşleme, Derin Öğrenme