Mellkasröntgen-felvételek regisztrációja wavelet-transzformáció alkalmazásával
A dolgozat egy a tüdőelváltozások szimmetriájának elemzésére alkalmas regisztrációs algoritmust mutat be, mely a regularizációt wavelet-transzformáció alkalmazásával végzi. A fejlett társadalmakban az egyik legelterjedtebb ráktípus a tüdőrák, előfordulás mortalitás és előfordulás szempontjából is. Ismeretes, hogy a betegség kezelésének hatékonyságát legnagyobb mértékben a kórfolyamat előrehaladottsága befolyásolja. A korai felismerés érdekében kulcsfontosságú a rendszeres szűrések szervezése, melyeket általában röntgen-felvételek készítésével és értékelésével végeznek. Az egészségügyre emiatt háruló teher csökkenthető lenne olyan orvosi döntéstámogató rendszerek segítségével, melyek megkönnyítik a diagnoszta munkáját, felgyorsítva ezzel a szűrés folyamatát. A BME Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszéken évek óta folynak mellkasröntgen felvételek számítógépes feldolgozására irányuló kutatások, melyek részét képezi a dolgozatban tárgyalt, képregisztrációs eljárás is.
A tüdő kóros elváltozásai jellemzően aszimmetrikusak, így a képletek szimmetriájának vizsgálatával lehetőség nyílik a diagnózis szempontjából fontos információ kiemelésére. A vizsgálat a két tüdő regisztrációjával, majd a regisztrált képek kivonásával történik. A dolgozat a probléma formális ismertetése, és a releváns szakirodalom feldolgozása után bemutat egy elkészült alkalmazást, illetve annak egy továbbfejlesztését, majd megvizsgálja a megoldás hatékonyságát és alkalmazhatóságát. A tárgyalt algoritmus a regisztrációt egy wavelet-transzformáción alapuló optimalizációs megközelítést használva végzi el. A költségfüggvény minimumát a legkisebb frekvenciához tartozó wavelet-koefficienseket használva keresi, emiatt az általa megtalált transzformáció is alacsony frekvenciás lesz, tehát reguláris marad. Az algoritmus a jobb és bal tüdőt optimális méretű régiókra osztva két lépésben végzi el az ellenoldali régiók összehasonlítását, miközben a torzulás mértékét folyamatosan ellenőrzi. Túl nagy mértékű torzulás esetén, mely a radiológus munkáját inkább nehezítené, az optimalizáció a konvergencia elérése előtt megáll.
Az eljárás egyik legnagyobb előnye, hogy az eredményül kapott transzformáció mindenképp reguláris lesz, anélkül, hogy bármilyen további, általában szükséges lépésre szükség lenne, illetve, hogy a kapott transzformáció tulajdonságai könnyebben előírhatóak. Az algoritmus ezen felül megtartja a kóros képleteket, a képeket csak kis mértékben torzítja, és képes úgy elvégezni a szimmetriavizsgálatot, hogy érzéketlen marad a szívárnyékra. Futási ideje MATLAB alatt is az elvártnak megfelelő nagyságrendű, emellett a regisztráció nagymértékben párhuzamosítható is, valamint tejesen automatikus. A dolgozat az algoritmus eredményességét a JSRT adatbázisból származó, valós mellkasröntgen-felvételeken teszi próbára, majd összehasonlítja az eredményeket létező, korábban különböző területeken sikerekkel alkalmazott regisztrációs megoldásokéval.
szerző
-
Kapelner Tamás
egészségügyi mérnöki
nappali
konzulens
-
Orbán Gergely Gyula
, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék
