07 31 Ocak - 2 Şubat 2007 Kütahya - Akademik Bilişim Konferansları

Diz MR Görüntülerindeki Menisküslerin Bölütlenmesi ve Yırtıklarının Otomatik TeşhisiOkyay Gençalioğlu, Uğur Şevik, Cemal Köseyapılmadan görüntülenmesi ve izlenmesi içinkullanılan çok etkin bir tekniktir. Menisküs tanıve tedavisinde MR görüntüleri kullanılır. MRcihazı 3D katmanlı hacimsel (voksel) görüntülerüretir ve bu görüntüler sayesinde menisküsyırtıkları tespit edilebilir. MR görüntüleri ilemenisküs yırtıklarının teşhisi için birçok klinikselçalışma mevcuttur[1]. Fakat MR görüntüleriüzerinde bilgisayar yardımıyla menisküs teşhisiveya hasar tespiti üzerine pek fazla çalışmagörülmemektedir. Genel olarak diz üzerindebilgisayar destekli, görüntü işlemeye dayalıçalışmalar, tedavi öncesi veya sonrası için kemiklerin(femur, tibia) veya bunlara bağlı olaneklem kıkırdaklarının (cartilage) nicel özelliklerinianaliz eden çalışmalar mevcuttur.[2-7]Menisküs diz eklemi içinde, uyluk ve kavalkemikleri arasında biri içte diğeri dışta olmaküzere her diz ekleminde iki adet bulunan ve dizeklemini destekleme ile görevli kıkırdak yastıkçıklardır(Şekil 1). Eklem sürtünmesini azaltarakhareket kabiliyetini artırır. Yük aktarım alanınıgenişleterek eklem kıkırdaklarının korunmasınakatkı yapar. Yarımay şekliyle uyluk ve kaval kemikbaşlarını sararak oluşturduğu yuva içerisindeeklem stabilizesine de katkıda bulunur[8].Bu çalışmada amacımız, elde edilen MR dizgörüntülerini işleyerek, tam-otomatik olarak,eklem bölgesindeki menisküsleri belirlemekve menisküs yırtıklarının teşhis etmektir.2. Eklem Bölgesinin BulunmasıEklem bölgesi bizim çalışmamızda çok büyükönem arz etmektedir. Çünkü bölütlemek istediğimizmenisküsler bu bölgededir. İnsan gözünüele alırsak, menisküslere odaklanmadanönce bu eklem bölgesine yoğunlaşmakta, bundansonra menisküsler üzerine yoğunlaşmaktadır.Bizde bu modeli benimseyerek önce eklembölgesini ön plana aldık2.1. Yatay ve Düşey HistogramlarEklem bölgesi, üstte femur altta tibia kemik dokularıve kendilerine ait olan kıkırdakları ve çifttaraflı menisküsleri kapsayan bölgedir. Amacımızbu bölgeyi otomatik olarak tespit etmektir.Bunun için istatistiksel bir yöntem olan ağırlıklandırılmışve normalize edilmiş yatay ve düşeytoplam parlaklık değer histogramları kullanılmıştır.Bu histogramlar oluşturulmadan önceMR görüntüsündeki diz bölgesi dışında kalansiyah parlaklığa (parlaklık değeri < 10) sahipbölgeler elenerek ve sadece diz bölgesindeki dokularınparlaklık değerleri hesaba katılarak dizdokusuna ait piksellerin toplamları alınmıştır.Elde edilen yatay toplamlar görüntünün boyuna,düşey toplamlar da görüntünün enine bölünerekher toplamın ağırlık katsayısı bulunmuştur.Bu ağırlık katsayısı ile ağırlıklandırılmamışyatay ve düşey eksen toplamlarıyla çarpılarakağırlıklı yatay ve düşey histogramlar elde edilmiştir.Normalize işlemini ise yatay histogramiçin yatay toplamların en büyüğüne, düşey histogramiçin düşey toplamların en büyüğüne bölünerektenyapılmıştır. Böylece elde ettiğimizyatay ve düşey histogramlar şekil 2’deki gibieklem bölgesinin tespitini sağlamıştır.Şekil1. Dizin anatomik yapısı.[9]3722.2. Eklem Bölgesinin Lokalize edilmesiYatay toplam histogramında görülen maksimumnokta eklem bölgesinin tam ortasındangeçmektedir. Şekil 2’de görülen eklem bölgesinininsegmentasyonu; yatay toplam histogramındakimaksimum toplama sahip satır ekseninin50 piksel alt ve üst satır aralığı alınıp,düşey toplam histogramında ise orta noktadanitibaren sağındaki ve solundaki toplam değer-