A retinal vasculature tracking system guided by a deep architecture
Derin Bir Mimari İle Yönlendirilmiş Retina Damar Takip Sistemi
- Tez No: 811408
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ANİL ANTHONY BHARATH
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Imperial College London
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 192
Özet
Diyabetik retinopathy ve kalp ve damar hastalıkları gibi bir çok hastalık ilk belirtilerini retinadaki damarlarda gösteriri. Fundus görüntülerindeki bu damarların incelenmesi, gözle alakalı hastalıkların tespiti ve ilerlemelerinin izlenmesini için bir araç sağlar. Bu analizler, retina damarlarındaki değişimler ve ilgili hastalıkların varlığı yada ilerlemesi arasındaki yeni ilişkilerin ortaya çıkmasını sağlar yada bilinen ilişkilerin teyidini sağlamış olur. Bu tezde, veriye dayalı bir metot olan, Translational Deep Belief Net ( TDBN) [1], metodu damar bölütlemesi için adapte edilmiştir. TDBN mimarisinin düşük çözünürlüklü görüntülerdeki bölütleme performansı, en iyi performans gösteren metotlara yakın bulunmuştur. Daha sonra, bu mimari yüksek çözünürlüklü görüntülerin bölütlenmesinde kullanılmıştır. Bu yaklaşımla, yüksek çözünürlüklü görüntülerin bölütlenmesi, aşağı örnekleme oranı ile orantılı olacak şeklilde hızlanmıştır. Son olarak, TDBN mimarisi damar içi, merkezi, kenar ve dallanma noktalarına ait olasılık haritalarının üretilmesinde kullanılmıştır. Bu olasılık haritaları, olasılıksal damar takibi sisteminde klavuz olarak kullanılmıştır. Bölütleme fundus görüntülerindeki damar varlığı hakkında bilgi verse de, klinikte daha çok gerekli olan damarlara ait detaylı bilgileri vermez. Bu tezin ikinci yarısında, retina damar takip sistemi geliştirilmiştir. Bu sistem, Particle Filter metodunu kullanarak, damar şekil ve topolojisini tasvir etmektedir. Önceki çalışmalardan farklı olarak, takip sisteminin klavuzu, TDBN tarafından üretilen olasılık haritalarının birleşimidir. Açık erişimli REVIEW veriseti üzerinde yapılan deneyler, önerilen metot ile yapılan damar genişliği tahmininin uzmanlar tarafından elle yapılan ölçümlerden daha iyi olduğunu göstermiştir. Çıplak gözle farkedilmesi zor olan, çok gürültülü yada düşük kontrasta sahip damar kenarları yüksek doğrulukla tahmin edilmiştir. Dallanma noktaları da takip sırasında tüm olarak tespit edilmiştir. Ümit veren bu sonuçları baz alarak, gelecek çalışmaların fundus görüntülerindeki tüm damarlar sisteminin otomatik analizini içermesi ön görülmektedir.
Özet (Çeviri)
Many diseases such as diabetic retinopathy (DR) and cardiovascular diseases show their early signs on retinal vasculature. Analysing the vasculature in fundus images may provide a tool for ophthalmologists to diagnose eye-related diseases and to monitor their progression. These analyses may also facilitate the discovery of new relations between changes on retinal vasculature and the existence or progression of related diseases or to validate present relations. In this thesis, a data driven method, namely a Translational Deep Belief Net (a TDBN) [1], is adapted to vasculature segmentation. The segmentation performance of the TDBN on low resolution images was found to be comparable to that of the best-performing methods. Later, this network is used for the implementation of super-resolution for the segmentation of high resolution images. This approach provided an acceleration during segmentation, which relates to down-sampling ratio of an input fundus image. Finally, the TDBN is extended for the generation of probability maps for the existence of vessel parts, namely vessel interior, centreline, boundary and crossing/bifurcation patterns in centrelines. These probability maps are used to guide a probabilistic vasculature tracking system. Although segmentation can provide vasculature existence in a fundus image, it does not give quanti able measures for vasculature. The latter has more practical value in medical clinics. In the second half of the thesis, a retinal vasculature tracking system is presented. This system uses Particle Filters to describe vessel morphology and topology. Apart from previous studies, the guidance for tracking is provided with the combination of probability maps generated by the TDBN. The experiments on a publicly available dataset, REVIEW, showed that the consistency of vessel widths predicted by the proposed method was better than that obtained from observers. Moreover, very noisy and low contrast vessel boundaries, which were hardly identi able to the naked eye, were accurately estimated by the proposed tracking system. Also, bifurcation/crossing locations during the course of tracking were detected almost completely. Considering these promising initial results, future work involves analysing the performance of the tracking system on automatic detection of complete vessel networks in fundus images.
Benzer Tezler
- Retinal ven oklüzyonlarında koroidal ve retinal vasküler değişiklikler
Choroidal and retinal vascular changes in retinal vein occlusion
YAVUZ KEMAL ARIBAŞ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2019
Göz HastalıklarıGazi ÜniversitesiGöz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET MURAD HONDUR
- Construction of retina substitute by using tissue engineering approach
Doku mühendisliği yaklaşımını kullanarak yapay retina yapımı
AYLİN KÖMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI
DOÇ. DR. ERKAN TÜRKER BARAN
- Lazerle indüklenmiş retinopati üzerine bazik fibroblast büyüme faktörünün koruyucu etkisi immünohistokimyasal, immünofloresans ve ultrastrüktürel bir çalışma
Protective effect of basic fibroblast growth factor on laser induced retinopathy an immunohistochemical, immunoflorescence and ultrastructural study
ÜNAL KARTAL
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2009
Göz HastalıklarıCumhuriyet ÜniversitesiHistoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMEL KOPTAGEL
- Ekvator gerisinde yerleşik benign ve malign göziçi tümörlerinde çoklu görüntüleme yöntemleri ve OKT- anjiografi bulgularımız
OCTA findings and multimodal imaging in intraocular tumors located in post equatorial region
BUSENUR GÖNEN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2020
Göz Hastalıklarıİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaGöz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN YETİK
- Real time analysis of in vitro photodynamic therapy (PDT) application in MCF-7 human breast cancer line with indocyanine green (ICG) embedded mesoporous magnetic silicon nanoparticle (MSN) molecules
MCF-7 kanser hücre hattının ICG gömülü mezopor manyetik silikon nanopartikül molekülleri kullanılarak fotodinamik terapi uygulamasıyla gerçek zamanlı analizi
TUĞBA SAĞIR