Computer assisted bone age assessment

Abstract

vÖZETBİLGİSAYAR İLE OTOMATİK KEMİK YAªI TAYİNİKemik yaºı tayini sol el-bilek radiograflarının incelenmesi esasına dayanır vepediatrik hastalıkların incelenmesinde sıklıkla kullanılır. Bu tezde kemik yaºı tayini ilealakalı yapılan çalıºmalar ve bilgisayar ile otomatik kemik yaºı tayini için gerekli olanadımlar incelendi. İlk olarak Greulich&Pyle ve Tanner&Whitehouse (TW2) klinikuygulamaları incelendi ve TW2 uygulamasının bilgisayar ile analiz için daha uygun olduðugörüldü. Daha sonra web tabanlı manüel TW2 iskelet yaºı tayini yapabilen bir uygulamahazırlandı. Manüel klinik uygulamadan yola çıkarak bilgisayar ile tam olarak otomatikkemik yaºı tayini uygulaması için gerekli olan adımlar incelendi. Görüntü iºleme öncesigerekli ön analiz yöntemleri incelendi ve belirli ilgi alanlarına TW2 safhasını atamak içingerekli olan adımlar açıklandı.Tam olarak otomatik çalıºarak kemik yaºı tayini yapabilen bir yazılımın tasarımıyapıldı. Bu yazılım ile sol elin üçüncü parmaðının orta boðumuna uygun düºen TW2safhası atanabilmektedir. Bu yazılımda her bir TW2 safhası için model grafiler eðitildi vedijital atlas için ortalama görüntüler oluºturuldu. Bu görüntüler ile sorgulanan radiografınTW2 seviyesi bulundu. Sorgulanan grafi için en iyi uyuºan ortalama görüntü ile uygunTW2 safhası belirlenmiº oldu.Deney sonuçları kullanılan yöntem ile tüm grafilerin % 70 inde, üçüncü parmaðınınorta boðumuna uygun düºen TW2 safhası doðru olarak hesaplanabilinmiºtir. Kemik yaºınıtayini için gerekli olan diðer kemiklerde de bu yöntemin kullanılabileceðinidüºünmekteyiz.Anahtar Sözcükler: Bilgisayar ile Kemik Yaºı Tayini, Web-tabanlı TW2uygulaması, Aktif ªekilleme Modeli.

ivABSTRACTCOMPUTER ASSISTED BONE AGE ASSESSMENTBone age assessment based on the radiological examination of the left hand and wristis a procedure frequently performed to evaluate the growth of pediatric patients. In thisthesis we examined studies conducted on the skeletal age analysis and we developed acomputerized system for automatic bone age analysis. Firstly we examined two differentclinical methods; The Greulich and Pyle method and the Tanner and Whitehouse (TW2)method. We chose the TW2 method to develop a computerized bone age system because itis more suitable for the computer analysis than the Greulich and Pyle method. Wedeveloped the web-based TW2 skeletal age calculation software. We then introduced stepsthat are necessary to transform this manual clinical method into a fully automated system.We explained preprocessing methods that are needed to make a radiograph fit for analysisand steps to find regions of interest and assign them TW2 stages.Finally we developed a computer program that assigns TW2 stages to a certainregion of interest (the middle phalanx of the third finger) in the left hand. In this methodwe trained all TW2 stage groups for middle phalanx of the third finger and produced meanimages for each TW2 stage. These mean images are used to determine the TW2 stage ofqueried image. We use the correlation between a mean image and a target image as anindicator of which stage should be assigned to the target.Our results show that 70 % of all test images of the middle phalanx of the third fingerhave been assigned the correct TW2 stage by our method. We believe that the samemethod could be used to assign TW2 stages to other regions of interest in the hand.Keywords: Computerized Bone age assessment, Web-based Tanner and Whitehousemethod, Active Shape Model.