Aνάπτυξη Μεθοδολογίας Αυτόματου Εντοπισμού της Αθηρωματικής Πλάκας σε Εικόνες Υπερήχων του Αρτηριακού Τοιχώματος

Μπουφέα, Αικατερίνη; Boufea, Aikaterini

dc.contributor.author	Μπουφέα, Αικατερίνη	el
dc.contributor.author	Boufea, Aikaterini	en
dc.date.accessioned	2015-01-26T08:34:31Z
dc.date.available	2015-01-26T08:34:31Z
dc.date.issued	2015-01-26
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/40125
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.4491
dc.rights	Default License
dc.subject	Ενεργές περιοχές	el
dc.subject	Active regions	en
dc.subject	Boufea, Aikaterini	en
dc.subject	Αθηρωμάτωση	el
dc.subject	Υπέρηχος	el
dc.subject	Καρωτίδα	el
dc.subject	Aνάλυση κίνησης	el
dc.subject	Aυτόματη κατάτμηση	el
dc.subject	Επιπεδοσύνολα	el
dc.subject	Γεωδαιτικά παραμορφώσιμα μοντέλα	el
dc.subject	Αtherosclerosis	en
dc.subject	Ultrasound	en
dc.subject	Carotid	en
dc.subject	Motion analysis	en
dc.subject	Automated segmentation	en
dc.subject	Llevel-sets	en
dc.subject	Geodesic deformable model	en
dc.title	Aνάπτυξη Μεθοδολογίας Αυτόματου Εντοπισμού της Αθηρωματικής Πλάκας σε Εικόνες Υπερήχων του Αρτηριακού Τοιχώματος	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Medicine	el
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh85083064
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2014-09-20
heal.abstract	Η αθηρωμάτωση αποτελεί μια χρόνια εκφυλιστική ασθένεια, η οποία προσβάλλει κύριες αρτηρίες. Ασβέστιο, λιπίδια και κύτταρα συσσωρεύονται στα τοιχώματα της καρωτιδικής αρτηρίας με αποτέλεσμα σταδιακά να αποφράσσουν τη ροή του αίματος προς τον εγκέφαλο. Η ύπαρξη αθηρωματικής πλάκας αποτελεί το κυριότερο αίτιο πρόκλησης ισχαιμικών εγκεφαλικών επεισοδίων. Η ανάγκη λήψης εγκυρότερης απόφασης σχετικά με τη θεραπεία που θα ακολουθηθεί, επεμβατική ή μη, οδήγησε στην ανάπτυξη υποβοηθούμενων από υπολογιστή συστημάτων αξιολόγησης της νόσου. Η κύρια απεικονιστική μέθοδος που χρησιμοποιείται για τον κλινικό έλεγχο των καρωτίδων είναι το υπερηχογράφημα. Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται μια μεθοδολογία αυτόματου εντοπισμού της αθηρωματικής πλάκας σε εικόνες υπερήχων του αρτηριακού τοιχώματος. Ο προτεινόμενος αλγόριθμος βασίζεται στη θεωρία των γεωδαιτικών παραμορφώσιμων μοντέλων με χρήση επιπεδοσυνόλων. Τα χαρακτηριστικά που καθορίζουν τις δυνάμεις που οδηγούν τα επιπεδοσύνολα στα τελικά όρια της αθηρωματικής πλάκας προήλθαν από ανάλυση κίνησης της ακολουθίας εικόνων υπερήχων Β-σάρωσης. Για την αρχικοποίηση της καμπύλης των ενεργών περιοχών αναπτύχθηκε μεθοδολογία ανίχνευσης ακμών από εικόνα που προήλθε από υπερηχογράφημα Doppler. Ο αλγόριθμος εφαρμόστηκε σε ακολουθίες εικόνων υπερήχων 30 ασθενών με αθηρωμάτωση στην καρωτίδα. Τα αποτελέσματα της κατάτμησης αξιολογήθηκαν με βάση διαθέσιμη ground truth πληροφορία. Στο σύνολο των ασθενών αυτών ο αλγόριθμος παρουσιάζει συντελεστή Dice 62.68%, συντελεστή επικάλυψης 49.56% και ακρίβεια 96.50%. Μελλοντικές βελτιώσεις του αλγορίθμου μπορούν να τον καταστήσουν χρήσιμο εργαλείο στην διάγνωση και παρακολούθηση ασθενών με αθηρωματική πλάκα. Συνοψίζοντας, η παρούσα εργασία ανέδειξε άλλη μια συνιστώσα της χρησιμότητας της ανάλυσης κίνησης του αρτηριακού τοιχώματος και οδήγησε αφενός, ως σύνολο, στην ανάπτυξη ενός χρήσιμου εργαλείου για τον εντοπισμό της αθηρωματικής πλάκας, και αφεταίρου σε επιμέρους μεθοδολογίες επεξεργασίας εικόνων υπερήχων.	el
heal.abstract	Atherosclerosis is a chronic degenerative disease that affects the main arteries. Calcium, lipids and cells accumulate in the walls of the carotid artery blocking the blood flow to the brain. The presence of atherosclerotic plaque is the major cause of ischemic strokes. The need for taking the most appropriate decision for the treatment to be followed, invasive or non, has led to the development of Computer Aided Diagnosis (CAD) systems. The main imaging method used for clinical testing is carotid ultrasound. This thesis presents a methodology for automated detection of the plaque in ultrasound images of the arterial wall. The proposed algorithm is based on the theory of geodesic deformable model (GDM) using level-sets method. Motion analysis of the ultrasound B-mode video was used to extract characteristics that determine the forces who lead the level-sets toward the boundaries of the plaque. For the initialization of the curve of the active regions we developed an edge-detection algorithm. The algorithm was applied to sequences of ultrasound images of 30 patients with carotid atherosclerosis. The segmentation results were evaluated based on available ground truth information. The algorithm displays Dice coefficient 62.68%, overlap rate 49.56% and accuracy 96.50%. Future improvements of the algorithm can make it a useful tool for diagnosing and monitoring patients with atherosclerotic carotid plaque. To conclude, the study revealed another component concerning the utility of the motion analysis of the arterial wall and led to the development of a useful tool, for the detection of atherosclerotic plaque, as well as individual methodologies of ultrasound image processing.	en
heal.advisorName	Νικήτα, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Νικήτα, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Κουτσούρης, Διονύσιος-Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Σταφυλοπάτης, Ανδρέας-Γεώργιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Συστημάτων Μετάδοσης Πληροφορίας και Τεχνολογίας Υλικών.	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	114 σ.
heal.fullTextAvailability	true