Difüz optik tomografi sisteminde sayısal görüntü işleme tekniklerinin geliştirilmesi ve test edilmesi
Development and testing of digital image processing techniques in diffuse optical tomography system
- Tez No: 638347
- Danışmanlar: PROF. DR. MURAT CANPOLAT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyofizik, Mühendislik Bilimleri, Biophysics, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: difüz optik tomografi, görüntü işleme, görüntü segmentasyon, görüntü filtreleme, görüntü interpolasyon, diffuse optical tomography, image processing, image segmentation, image filtering, image interpolation
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyofizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
Amaç: Sürekli Dalga Difüz Optik Tomografi (CWDOT) sistemi tıp alanında kullanılan görüntüleme sistemlerinden biridir. Bu çalışmanın amacı, CWDOT sistemi ile oluşturulan üç boyutlu (3B) meme fantomu görüntülerine farklı görüntü işleme yöntemlerini 3B olarak uygulamak ve meme fantomunda gerçeğe en yakın görüntüyü veren en uygun görüntü işleme yöntemlerini belirlemektir. Yöntem: Bu çalışmada, CWDOT ile ölçümler meme fantomları üzerinde alındı. Meme fantomlarından birincisi intralipid, su ve Indosiyanin yeşili (ICG) karışımında yapıldı, tümörü temsil etmesi için inklüzyon (tümör benzeri yapı) konuldu. İkincisi ise kuyruk yağının içine dalak parçaları (tümör benzeri yapı) konularak yapıldı. Daha sonra meme fantomlarından alınan görüntülere görüntü işleme yöntemleri uygulandı. İlk olarak görüntü segmentasyon yöntemlerinden olan bütünsel (global) ve yerel (local) eşikleme yöntemleri uygulandı. Daha sonra uzaysal filtrelerden (spatial filter); Ortalama (Average), Gauss (Gaussian), Laplas (Laplacian), LoG (Laplacian of Gaussian) filtreleme yöntemleri uygulandı. Son olarak, en yakın komşu (nearest), çift doğrusal (bilinear), çift kübik (bicubic) ve kübik spline (cubic spline) interpolasyon yöntemleri uygulanarak görüntüler elde edildi. Bulgular: Görüntü işleme sonuçları görsel ve sayısal olarak karşılaştırıldı. Tepe sinyalinin gürültüye oranı (PSNR), Ortalama hata karesi (MSE) ve Yapısal benzerlik oranı (SSIM) yöntemleri sayısal karşılaştırmalar için kullanıldı. Tümör benzeri yapıların meme fantomları içindeki konumlarını gerçek şekil ve boyutlarda ortaya çıkaran görüntü işleme yöntemleri belirlendi. Sonuç: CWDOT sistemine uygunluğu deneyler ile test edilen; Otsu yöntemi, Gauss filtreleme, çift kübik interpolasyon yöntemleri ile görüntüler gerçek haline yakın ve net bir şekilde elde edildi. Bu tez, bu alanda in-vitro veya klinik deneyleri yapacak araştırmacılara en uygun görüntü işleme yöntemlerini seçme konusunda katkı sağlayacak niteliktedir.
Özet (Çeviri)
Objective: Continuous Wave Diffuse Optical Tomography (CWDOT) system is one of the imaging modality used in the medical. The aim of this study is to apply different three dimensional (3D) image processing methods to breast phantom images and determine the most appropriate image processing methods that give the most realistic image in CWDOT. Methods: In the study, the measurements were acquired on breast phantoms in CWDOT. The first phantom was made with a mixture of intralipid, water ,and Indocyanine green (ICG), an inclusion (tumor-like structure) to represent tumor was placed to represent the tumor. The second phantom was prepared by placing the spleens (tumor-like structure) into the tail fat to obtain a more realistic breast phantom. First, Image segmentation method which is one of the global and local thresholding method was applied in the image processing method. Then spatial filter; Average, Gaussian, Laplacian, Laplacian of Gaussian (LoG) filtering methods were implemented. Final, images were obtained by applying nearest, bilinear, bicubic and cubic spline interpolation methods. Results: The results of image processing were compared with visual and quantified evaluation. The performance of image processing algorithms was compared using Peak signal-to-noise ratio (PSNR), Mean square error (MSE) ,and Structural similarity index (SSIM) methods. The most appropriate image processing algorithms weere defined base on positions of tumor-like structures within the breast phantoms were displayed true shapes and sizes. Conclusion: Images were obtained clearly ,and accurately using the Otsu method, Gaussian filtering ,and bi-cubic interpolation methods in CWDOT system. This thesis will contribute to researchers in using the most convenient image processing algorithms who will perform in-vitro and clinical experiments in this field.
Benzer Tezler
- Difüz optik tomografide kullanılan geri çatım tekniğinde görüntü kalitesini arttıracak düzenlemeler yaparak görüntü oluşturma ve elde edilen görüntüleri karşılaştırma
Image is reconstructed by editing A reconstruction technique used in diffuse optic tomography to improve image quality and obtained images are compared
GENÇAY SEVİM
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
BiyofizikAkdeniz ÜniversitesiBiyofizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT CANPOLAT
- Difüz optik tomografide iki farklı geri-çatım tekniğiyle görüntü oluşturma ve elde edilen görüntüleri karşılaştırma
In diffuse optical tomography reconstructing with two different back projection techniques and comparing reconstructed images
TANJU MERCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
BiyofizikAkdeniz ÜniversitesiBiyofizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT CANPOLAT
- Geri yansıma geometrisinde çalışan lazer diffüz optik tomografi sisteminin geliştirilmesi
Development of the back reflection laser diffuse optical tomography system
HÜSEYİN ÖZGÜR KAZANCI
- Meme tümörlerinin çok geniş bantlı radar tabanlı mikrodalga yöntemiyle tespiti
Detection of the breast tumors by ultra-wideband radar based microwave method
ALİ RECAİ ÇELİK
Doktora
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDicle ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED BAHADDİN KURT
PROF. DR. SELÇUK HELHEL
- Klinik meme difüz optik tomografi sisteminin elektronik devre tasarımı ve uygulaması
Electronical circuit design and application of a clinical breast diffuse optical tomography system
ADEM ER
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAkdeniz ÜniversitesiBiyoistatistik ve Tıbbi Bilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET YARDIMCI