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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2013.tde-10072014-164020
Document
Author
Full name
Leonardo Ishida Abe
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2013
Supervisor
Committee
Tsuzuki, Marcos de Sales Guerra (President)
Rosso Junior, Roberto Silvio Ubertino
Silva, Alexandre Gonçalves
Title in Portuguese
Reconstrução da superfície diafragmática em movimento a partir de múltiplas sequências coronais e sagitais temporais de ressonância magnética.
Keywords in Portuguese
Imageamento (Bioengenharia)
Pulmão
Respiração (Sistemas)
Ressonância magnética
Abstract in Portuguese
A visualização direta do movimento pulmonar é impossível. Os pulmões ficam apoiados na caixa torácica e, ao abri-la, os pulmões colapsam, perdendo suas funções. A única maneira de visualizar o movimento pulmonar é por meio de técnicas de imageamento. A ressonância magnética, comparada às demais formas de imageamento, é ideal para a este tipo de análise. Até o momento, a análise da respiração é feita por métodos globais, tais como espirometria e pletismografia. Desta forma, os resultados locais não podem ser avaliados. A observação do movimento pulmonar, identificando a contribuição de cada lóbulo, permitirá avaliar a eficiência no diagnóstico e tratamento de doenças pulmonares. Um grande desafio que envolve as pesquisas sobre imageamento médico é identificar se o algoritmo proposto apresenta os resultados esperados. Isto normalmente é feito pela comparação com um padrão ouro, que no trabalho em questão não está disponível, Neste trabalho, serão utilizadas sequências de imagens bidimensionais com grande redundância de informação, que serão utilizadas para validar os resultados obtidos. Este trabalho propõe um algoritmo para reconstruir a superfície diafragmática em movimento, associadas às imagens das sequências de RM coronal ou sagital. Inicialmente, todos os padrões respiratórios diafragmáticos são segmentados e um algoritmo encontra todos os registros temporais. Baseado nos registros temporais, são definidos os melhores instantes registrados e a superfície diafragmática será reconstruída.
Title in English
Reconstruction of the diaphragmatic surface in movement based on multiple MR temporal coronal and sagittal sequences.
Keywords in English
Breathing (Systems)
Imaging (Bioengineering)
Lung
Magnetic resonance
Abstract in English
It is impossible to visualize the lung movement directly. The lungs are sustained by the chest and collapses when opened. The only way to analyze it is by using imaging systems. The magnetic resonance, when compared to other medical imaging devices, is the ideal device for this kind of analysis. So far, the breathing analysis was evaluated globally, using spirometry or plethysmography and, as such, couldnt analyze locally. By observing the lungs movement directly, it will be possible to identify the contributions of each side of the lungs, enhancing the efficiency on diagnosis and treatment. One challenged posed on medical imaging topics is the consistency on the results of a proposed algorithm. Usually this is done by comparing with a gold standard, which is not available for this work. Several 2D sequences, with a large amount of redundancies, will be used to validate the results. This work proposes an algorithm to reconstruct the diaphragmatic surface in movement, associated with the images of MR sagittal and coronal sequences. Initially, all diaphragmatic respiratory patterns are segmented, and an algorithm finds all temporal registrations. Based on the temporal registrations, the best frames registered are defined and the lung surface is reconstructed.
 
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DISS_LeonardoAbe.pdf (19.56 Mbytes)
Publishing Date
2014-07-11
 
WARNING: The material described below relates to works resulting from this thesis or dissertation. The contents of these works are the author's responsibility.
  • Abe, L. I., et al. Diaphragmatic Surface Reconstruction from MR Temporal Sequences of Images. In COBEM 2011 - 21 International Congress of Mechanical Engineering, Natal, 2011. Proceedings of COBEM2011.Rio de Janeiro : ABCM, 2011.
  • Tavares, R. S., et al. Comparison of Two Lung Segmentation Algorithms from MRI Temporal Sequences [doi:10.2316/P.2011.742-030]. In IASTED International Conference Computational Bioscience (CompBio 2011), Cambridge, 2011. Proceedings of the IASTED International Conference Computational Bioscience (CompBio 2011).Alberta : IASTED, 2011.
  • Tavares, R. S., et al. Temporal Segmentation of Lung Region from MRI Sequences Using Multiple Active Contours [doi:10.1109/IEMBS.2011.6091969]. In 33rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, Boston, 2011. Proceedings of the 33nd Annual International Conference of the IEEE EMBS.Boston : IEEE, 2011.
  • Abe, L. I., et al. Determinação Automática da Superfície Diafragmática em Movimento a Partir de Sequências Temporais de RM. In VII Congresso Nacional de Engenharia Mecânica, São Luis, 2012. Anais do VII Congresso Nacional de Engenharia Mecânica.Rio de Janeiro : ABCM, 2012.
  • Abe, L. I., et al. Determinação Automática do Movimento da Superfície Diafragmática a Partir de Sequências Temporais Sagitais e Coronais de Imagens de RM. In 3.o Encontro Nacional de Engenharia Biomecânica, Foz de Iguaçu, 2011. Anais do 3.o Encontro Nacional de Engenharia Biomecânica.Rio de Janeiro : ABCM, 2011. Resumo.
  • Abe, L. I., et al. Reconstrução automática da superficie diafragmática a partir de sequências de imagens de RM. In XXIII Congresso Brasileiro de Engenharia Biomédica, Porto de Galinhas, 2012. Anais do XXIII Congresso Brasileiro de Engenharia Biomédica.Sao Paulo : SBEB, 2012.
  • Abe, L. I., e Tsuzuki, M. S. G. Reconstrução Automática da Superfície Diafragmática em Movimento a Partir de Sequências Temporais Sagitais e Coronais de Imagens de RM. In 19º Simpósio de Iniciação Científica da USP, São Carlos, 2011. Anais do 19º Simpósio de Iniciação Científica da USP.São Paulo : USP, 2011. Resumo.
  • Chirinos, J. M. M., et al. Determinação dos vasos sanguíneos em sequências de imagens temporais de RM por padrões respiratórios. In XXIII Congresso Brasileiro de Engenharia Biomédica, Porto de Galinhas, 2012. Anais do XXIII Congresso Brasileiro de Engenharia Biomédica.São Paulo : SBEB, 2012.
  • Chirinos, J. M. M., et al. Segmentação Temporal do Contorno Pulmonar em Sequências de Imagens de RM por Meio de Superfícies Ativas. In VII Congresso Nacional de Engenharia Mecânica, São Luis, 2012. Anais do VII Congresso Nacional de Engenharia Mecânica.Rio de Janeiro : ABCM, 2012.
  • Sato, A. K., et al. Segmentação integrada de regiões lesionadas e estruturas anatômicas do pulmão a partir de TC. In XXIII Congresso Brasileiro de Engenharia Biomédica, Porto de Galinhas, 2012. Anais do XXIII Congresso Brasileiro de Engenharia Biomédica.São Paulo : SBEB, 2012.
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