Cardiac motion analysis in MRI for classification

Abstract

KARDIYAK MR GÖRÜNTÜLERİNDE SINIFLANDIRMA AMAÇLI HAREKET ANALİZİ ÖZET Manyetik işaretlenmiş (tagged) kardiyak MR görüntülerini işlemek için pek çok teknik var olsa da hızlı bir analiz hala sağlanamamıştır. Öneridiğimiz teknik ile insan sol karıncığında tetkik yapılabilmesi için süratli bir sınıflandırma gerçekleştirilmektedir. Çalışmamızın ana hedefini manyetik işaretlenmiş kalp MR görüntülerinde hastalık olup olmadığının tespit edilebilmesi oluşturmaktadır. Tez çalışmamızda öncelikle kardiyak görüntülerde harmonik faz (HARP) analizi uygunlanmış ve myokardiyum üzerinde sentetik manyetik işaretler hesaplanmıştır. Bulunan manyetik işaret noktaları, manyetik işaretleri ve zaman dilimleri farklı çekilmiş myokardiyum görüntüleri ile karşılaştırabilmek için normalize edilmiştir. Normalizasyon işlemi kaydırma, oranlama ve döndürme olarak üç adım için gerçekleştirildi. Normalize edilen manyetik işaret noktaları, kübik eğrilere yerleştirilerek, myokardiyumun belli bölgelerinde eğri parametreleri karşılaştırıldı. Kübik eğri parametreleri olasılık yoğunluk fonksiyonuna konularak sağlıklı ve hastalıklı kalp incelemesi gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, konfüzyon matrisine yazılarak segmentasyon algoritmasının doğruluğuna bakılmıştır. Uygulanan metod manyetik işaretlenmiş MR görüntülerinde, hastalık teşhisi için çok hızlı ve otomatik bir analiz yöntemi olarak görünmektedir. Anahtar Sözcükler: manyetik işaretlenmiş MRG, HARP, kalp hareketi analizi

IV CARDIAC MOTION ANALYSIS IN MRI FOR CLASSIFICATION ABSTRACT Although several techniques exist for the analysis of cardiac tagged MR images, a rapid screening tool do not yet exits. Our proposed technique tries to perform rapid classification to diagnose the abnormalities in human left ventricle and the final aim of this study is to identify the investigated myocardium in the analyzed tagged MR images as pathological and non. In this thesis, images are first analyzed using harmonic phase (HARP) analysis and synthetic tags are computed over the myocardium. The data is normalized to perform a comparison between different myocardiums having various tag lines and time frames. The aim of the normalization is to eliminate the shift, scale and rotation variance. Cubic curves are fitted to the normalized tags and curve parameters are compared at various regions of the myocardium. In this initial study, the curve parameters are examined with probability density function between normal and diseased hearts, such as left ventricles with dilated cardiomyopathy (DCM) and infarcted regions. Finally, the confusion matrix is evaluated to examine the correctness of the segmentation algorithm. This method could be a very fast and automatic screening tool for identifying diseased locations in tagged MRI. Keywords: tagged MRI, HARP, cardiac motion analysis