Abdominal MR görüntülerinde hareket tahmini

Abstract

Kanser vakalarında erken teshis, hastalıgın tedavisi ve seyrinin kontrol altına alınabilmesinde hayati önem tasımaktadır. Alternatif yöntemler arasında, moleküler görüntüleme teknikleri sagladıkları spesifisite ile ön plana çıkmaktadırlar. Bu yöntemde amaç, kanserli bölgeleri özel moleküllerle isaretleyerek tespitlerini kolaylastırmaktır. Ancak, halihazırda kullanılmakta olan teshis yöntemleri, bagırsak kanseri gibi yaygın kanser türlerinde bile yeterli sonucu vermemekte, kanseri erken safhalarda teshis edememektedir. Solunum, peristaltik devinim, kan akısı gibi hareket ve gürültü kaynakları, Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) sinyalini olumsuz yönde etkileyerek, kanserli bölgelerin belirginligini azaltırlar. Bu tez çalısmasında, söz konusu hareket sorununu çözebilmek için elde edilen abdomen MR görüntülerinin hareket kestirim algoritmalarıyla düzeltilmesi öngörülmüstür. Bu amaçla video ve TV uygulamarında yüksek basarı sergilemis 3DRS algoritmasının farklı arama metotlarını kullanan türevleri gelistirilmis ve MR görüntüleri üzerindeki kullanılabilirligi sınanmıstır. Algoritmaların, anatomik MR görüntüleri üzerinde makul sonuçlar verdiginin görülmesi üzerine, bu görüntülerden elde edilen hareket bilgilerinin kullanılarak yine bu görüntülerle es zamanlı olarak moleküler görüntüleme teknikleri ile elde edilen MR görüntüleri üzerinde hastalıklı bölgelerin tespit edilebilirliginin arttırılıp arttırılamayacagı arastırılmıstır. Bu tez çalısması, 3DRS algoritmasının moleküler MR görüntüleme teknigine uygulanması konusunda bilinen ilk sonuçları içermektedir. Hareket telafi basarısı çok yüksek olmamasına ragmen, ilerki arastırmalar için temel olusturması sebebiyle yapılan çalısma oldukça önemlidir. Tez çalısması, Philips Arastırma Laboratuarlarında (Eindhoven, Hollanda) gerçeklestirilmistir.Early diagnosis plays a crucial role in treating and controlling cancer cases. Molecular Imaging (MI) techniques show a strong potential in improving detectability due their high specificity. MI makes use of specially designed molecular agents that bind to the targeted tissue and increase the visibility of the target. Unfortunately, current diagnostic techniques appear to attain low success rates in detecting cancer in its earliest stages. The presence of different motion types in the abdomen, i.e. peristaltic movement of the bowel and respiration, and strong noise sources like blood flow, distort the acquired images and decrease detectability of molecularly marked cancerous tissues. By applying motion estimation methods to the distorted data, it is hypotized that, it would be possible to correct the distortion and allow a better detection of the molecularly marked regions. For this purpose, several block matching algorithms, based on a proven search method called 3DRS have been investigated. Several 3DRS variants have been applied to abdominal MR images. After observing that this revealed reasonable motion estimation results on anatomic MR data, the studies were further extended to see whether the obtained motion information could be used to improve detectability on images simultaneously obtained molecular MR images. To the best of our knowledge, the presented results are the first published on the application of 3DRS to molecular imaging MRI data. Although the achieved motion compensation level is not as high as desired, the results presented here form an important basis for future studies. This thesis covers studies carried out at Philips Research Labs in Eindhoven, The Netherlands.