Gama kamera görüntüleri üzerine sayısal görüntü işleme uygulamaları ile erken tıbbi tanı yaklaşımları

Abstract

iv QZET Günümüzde, renografi yöntemi nükleer tıp alanında böbrek hastalıklarının tanısında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu yöntem, birbirine benzer yapıda ancak farklı özellikleri olan yaklaşık bir milyon nefrondan oluşan bir böbreğin davranışını tanımlamakla birlikte böbrek işlevleriyle doğrudan ilişkili olmayan birçok etmenden etkilenerek sonuçların doğru bir şekilde yorumlanmasını zorlaştırmaktadır. Bu çalışmada geliştirilen yöntem, böbrekte yaklaşık 10,000 nefronluk bir bölgenin işlevsel durumunu net olarak ortaya koymaktadır. Renogram eğrisinde böbreğe ait olmayan etmenler, yöntem içinde kullanılan dekonvolüsyon işlemi ile ortadan kaldırılmaktadır. Ön işlem aşamasında uzaysal ve zamansal çözülümde bozulma olmaksızın sinyal-gürültü oranında iyi bir iyileştirme sağlamak amacıyla üç boyutlu, uyarlamalı, karma yeni bir süzgeç geliştirilmiş ve görüntü elemanı düzeyinde dinamik böbrek görüntülerine uygulanmıştır. Böbreğe ait işlevsel görüntüyü oluşturmak için kullanılan yöntemde, gürültüyü düzleme işlemi sonrası kalp ve böbreklere ait ilgi bölgelerinden elde edilen giriş ve çıkış işlevlerine sırasıyla dekonvolüsyon işlemi uygulanmıştır. Görüntü elemanları düzeyinde böbrek tutuş işlevleri bulunmuş ve böbrekteki her görüntü elemanına ait tutuş işlevinden ortalama geçiş zamanı ile glomerüler süzülme hız parametrelerine ait değerler hesaplanmıştır. Sonunda, bunlara ait işlevsel görüntüler elde edilmiştir. Görüntü elemanı düzeyinde böbrekte işlevsel görüntüleme yönteminin klinik uygulamasına geçmeden önce böbrekte tıkanma ile ilgili sorunları modellemek amacıyla yeni bir dinamik böbrek fantomu geliştirilmiştir. Bu fantom ile böbreğin giriş ve çıkış işlevleri arasında yakın bir benzerlik bulunmuştur. Geliştirilen süzgeç ve işlevsel görüntüleme yöntemi, klinikte çeşitli hasta gruplarına uygulanmıştır. Obstrüktif nefropati ve böbrek arter darlığı gibi patolojik durumların tanısında güvenilir sonuçlar elde edilmiştir.

ABSTRACT EARLY MEDICAL DIAGNOSIS APPROACHES AND DIGITAL IMAGE PROCESSING APPLICATIONS ON GAMA CAMERA IMAGES Recently, renography method has found a videspread use in diagnosis of renal diseases in nuclear medicine. Although, defining the behaviour of the kidney which consists of approximately one million nephrons ¥İth similar morphology but various functions, this method makes it difficult to comment the results, affected by many factors vhich are not directly related to the renal functions. The method improved in this study exposes the functional state of a renal region consisting of approximately 10,000 nephrons. The non renal factors observed in renogram curves is removed by deconvolution. A ne¥ 3-D Double Window Adaptive Hybrid smoothing algorithm called 3-D DVAH filter vhich allows a large improvement in SNR without unacceptable degradation of spatial and temporal resolution is developed and applied to the pixel basis dynamic renal scintigraphic images during the preprocessing step. In order to construct the functional images of kidney, following the noise smoothing process, the deconvolution operation is applied to the input and output functions determined from the regions of interest of heart and kidneys, respectively. Pixel basis renal retention functions are obtained and mean transit time and glomerular filtration rate values are calculated from the retention functions of each pixel for renal functional radionuclide imaging. Finally, functional images are obtained. Before the clinical application of pixel basis renal functional radionuclide imaging method, in order to simulate obstructive nephropathy problems in kidney, a new dynamic renal phantom is developed. A close relationship is found between the input and output functions of the kidney and this phantom. The filter improved and the functional imaging method have been applied to various patient groups in the clinics. Reliable results were obtained in diagnosis of pathological cases as obstructive nephropathy and renal arter stenosis.