Κατάτμηση ιατρικών εικόνων με τη μέθοδο συνόλων επιπέδου (Level sets)
Medical image segmentation by use of the level set framework
Αμπατζής, Δημήτρης
Παναγιωτάκης, Γεώργιος
Κωσταρίδου, Ελένη
Abatzis, Dimitrios
Οικονόμου, Νικόλαος
Στα πλαίσια της παρούσης εργασίας πραγματοποιήθηκε μελέτη της μεθόδου Συνόλων Επιπέδου για την κατάτμηση καροτίδων από τρισδίαστατες εικόνες.
Ειδικότερα πραγματοποιήθηκε μελέτη των παθολογιών που συνδέονται με αυτές προκειμένου να καταστούν εμφανή τα κίνητρα της παρούσης εργασίας, όσον αφορά στη συμβολή της στην κλινική σημασία και ιατρική πρακτική. Κατ’αυτόν τον τρόπο, αφού παρουσιάστηκε η ανατομία των καροτίδων και οι δυσκολίες που ενέχει το εγχείρημα της κατάτμησής τους καθώς και μια ανασκόπηση των μεθόδων Συνόλων Επιπέδου (Level-Sets) για κατάτμηση ιατρικής εικόνας και δη καροτίδων, παρουσιάστηκε το γενικό μοντέλο και ο μαθηματικός φορμαλισμός της μεθόδου που χρησιμοποιήθηκε.
Εν συνεχεία παρουσιάστηκαν τα τρισδιάστατα δεδομένα και η διαχείρησή τους, οι προγραμματιστικές διαπαφές και υποδομές με τις οποίες υλοποιήθηκαν δύο παραλλαγές της μεθόδου. Επίσης παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της μεθόδου οπτικοποιημένα και τέλος συγκρίνονται με αντίστοιχα αποτελέσματα ενός ειδικού ακτινολόγου στη βάση κάποιων κατάλληλων μετρικών. Τέλος παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν καθώς και κάποιες ιδέες για μελλοντική δουλειάπου μπορεί να γίνει στη βάση αυτής που έγινε στα πλαίσια της εν λόγω μεταπτυχιακής διατριβής.
The present thesis outlines the methods we have developed for segmenting both normal and pathological carotid images, acquired with the Computed Tomography (CT) protocol. The layout of the thesis is the following:
Chapter 2 analyses the methodological background of the current study. At first, section 2.1 provides an overview to the anatomy of carotids. Section 2.2 reviews the literature of segmentation methods based on level sets for medical images and at last reviews the level set methods developed for segmenting carotids. In addition, section 2.3 presents the conceptual model deployed in the current study, following with the analysis of the particular class we used. Next, section 2.4 treats of the level set method, presenting its basic derivation and furthermore discriminating between the two algorithms used according to their speed function.
Chapter 3 refers to the materials and methods. It begins in section 3.1 with a description of the data provided for the experimental demonstration, and the programming interface by deployment of which the experimental procedure took place. Later on, in section 3.2 the implementation of the deployed methods in the programming interface used is presented with an analysis of their components. At last, all intermediate outputs and the final results of each method are illustrated.
Chapter 4 presents the evaluation of the results of each method by comparison with a corresponding manual segmentation result on the basis of appropriate metrics. At last, refers to the conclusions occurred and to future work that can be carried out based on the current Msc thesis.
In Appendix A some subsidiary methods, for the sake of a coherent flow are stated and analyzed independently.
