Diyabetik hastalarda retinal damar paketinin bilgisayarlı görü yöntemleri ile görüntülenmesi ve olası mikroanevrizma lezyonlarının ortaya koyulması

Abstract

Günümüzde insan hatasını azaltmak, zamandan tasarruf etmek ve daha hızlı sonuçlar ortaya koyabilmek amacıyla teknolojik cihazlara yazılım yapma gereksinimi her geçen gün artmaktadır. Bu gereksinim biyomedikal, tıp gibi birçok farklı alanlarda görülmektedir. Bu çalışmada, bir bilgisayar programı geliştirerek diyabet hastalarının gözlerindeki retina tabakasında meydana gelen diyabetik retinopatinin ilk belirtisi olan mikroanevrizma lezyonları tespit edilmiştir. Bu tespit işlemini gerçekleştirmek için iki farklı yöntem kullanılmıştır. İlk yöntemde, diyabet hastalardan alınan retina görüntülerinin ROI (region of interest, ilgi sahası) kısmı bulunmuştur. Sonrasında, YSA (yapay sinir ağları) ve gradyan vektör algoritmasını uygulayarak ROI sınırının içinde bulunan optik diskin ve kan damarlarının yerleri bulunmuştur. Bir sonraki aşamada, diyabet hastalardan alınan orijinal görüntüden, bulunan optik disk ve kan damarları çıkarılmış ve böylece görüntüde sadece retina yüzeyi ve olası patolojiler kalmıştır. Görüntü işleme tekniklerinden, konvansiyonel metotlardan ve matematiksel morfoloji algoritmasından faydalanarak kalan görüntüdeki olası mikroanevrizma lezyonları dinamik bir şekilde belirlenmiştir. İkinci yöntemde ise, orijinal görüntü üzerinde ROI, optik disk ve kan damarları tespit edilmeden aynı algoritmalar kullanılarak mikroanevrizma lezyonları tespit edilmiştir. Son olarak, iki farklı yöntemle yapılan tespit işlemi karşılaştırılmış ve ilk kullanılan yöntem ile daha başarılı sonuçlar elde edildiği, fakat iki yöntemin de birbirine yakın olduğu ortaya koyulmuştur. Bütün bu işlemleri gerçekleştirmek üzere, Visual Studio programı çatısı altında C# programlama dili kullanılmıştır. MATLAB programında oluşturulan kütüphaneler ile AForge.NET ve OpenCV'nin paylaşmış olduğu, açık kaynak kodlu ve GPL (general public license, genel kamu lisansı) lisanslı görüntü işleme kütüphanelerinden yararlanılmıştır.

At the present time, requirement of developing a software program for technological devices increases every passing day for the purpose of decreasing human mistakes, saving time, presenting result more quickly. The requirement is seen in a lot of areas such as biomedical and medicine. In this study, microaneurysm lesions which are the first symptom of diabetic retinopathy which occur in retina layer of diabetic patients have been detected by developing a computer software program. Two different methods have been used to actualize detection process. In the first method, ROI of images taken from diabetic patients' eyes has been founded. Then, localizations of optic disc and blood vessels inside ROI have been founded by applying artificial neural network and gradient vector algorithms. Next, optic disc and blood vessels have been extracted from original image taken from diabetic patients, and hence, retina surface along with possible pathologies have stayed in obtained image. At the last step, microaneurysm lesions have been detected by utilizing image processing techniques, conventional methods and mathematical morphology algorithms in a dynamic manner. In the second step, microaneurysm lesions have been detected on original image by using the same algorithms without finding ROI, optic disc and blood vessels. Finally, detection processes realized by two different methods have been compared and it has been founded that despite both methods are very close to each other, first method has produced more successful results than the second one. But, results of both methods have been very close to each other. In order to overcome all processes, a software program has been developed by using C# programming language in Visual Studio program. Moreover, MATLAB libraries with AForge.Net and OpenCV which share open source and general public license image processing libraries have been utilized.