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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2016.tde-23112016-085110
Documento
Autor
Nome completo
Neylor Stevo
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2010
Orientador
Banca examinadora
Tsuzuki, Marcos de Sales Guerra (Presidente)
Amato, Marcelo Britto Passos
Lima, Raul Gonzalez
Título em português
Registro múltiplo de sequências temporais coronais e sagitais obtidas por ressonância magnética baseada em transformada de Hough.
Palavras-chave em português
Contornos ativos
Imageamento (Bioengenharia)
Pulmão
Registro múltiplo temporal
Ressonância magnética
Transformada de Hough
Resumo em português
Este trabalho discute a determinação de padrões respiratórios em sequências temporais de imagens obtidas por Ressonância Magnética (RM) e o seu uso no registro temporal de imagens coronais e sagitais. O registro é feito sem o uso de qualquer informação de sincronismo e qualquer gás especial para reforçar o contraste. As sequências temporais de imagens são adquiridas em respiração livre. O movimento real do pulmão nunca foi diretamente visto, pois é totalmente dependente dos músculos que o rodeiam. A visualização do pulmão em movimento é um tema atual de pesquisa na medicina. O movimento do pulmão não possui intervalos regulares e é suscetível a variações na respiração. Comparado à Tomografia Computadorizada (TC), a RM necessita de um maior tempo de aquisição e é preferível porque não envolve radiação. Como as sequências de imagens coronais e sagitais são ortogonais entre si, a sua intersecção corresponde a um segmento de reta no espaço tridimensional. O registro se baseia na análise deste segmento interseccional. A variação deste segmento de interseção no tempo pode ser enfileirada, definindo uma imagem espaço-temporal em duas dimensões (2DST). Supõe-se que o movimento diafragmático é o movimento principal de todas as estruturas do pulmão se movem quase que totalmente sincronicamente. A sincronização deste movimento é feita através de um padrão chamado função respiração. Este padrão é obtido através do processamento de uma imagem 2DST. Um algoritmo da transformada de Hough intervalar procura movimentos sincronizados na função respiração. O algoritmo de contornos ativos ajusta pequenas discrepâncias originadas por movimentos assíncronos nos padrões respiratórios . A saída é um conjunto de padrões respiratórios. Finalmente, a composição de imagens coronal e sagital que estão na mesma fase respiratória é realizada através da comparação de padrões respiratórios provenientes das superfícies de contorno superior e diafragmática. Quando disponíveis, os padrões respiratórios associados às estruturas internas do pulmão também são usados. Vários resultados e conclusões são apresentados.
Título em inglês
Multiple registration of coronal and sagittal MR temporal image sequences based on Hough transform.
Palavras-chave em inglês
Active contour
Hough transform
Movement of the lung
MR imaging
Temporal multiple registration
Resumo em inglês
This work addresses the determination of the breathing patterns in time sequence of images obtained from Magnetic Resonance (MR) and their use in the temporal registration of coronal and sagital images. The registration is done without the use of any triggering information and any special gas to enhance the contrast. The temporal sequences of images are acquired in free breathing. The real movement of the lung has never been seen directly, as it is totally dependent on its surrounding muscles and collapses without them. The visualization of the lung in motion is an actual topic of research in medicine. The lung movement is not periodic and it is susceptible to variations in the degree of respiration. Compared to Computerized Tomography (CT), MR imaging involves longer acquisition times and it is preferable because it does not involve radiation. As coronal and sagittal sequences of images are orthogonal to each other, their intersection corresponds to a segment in the three dimensional space. The registration is based on the analysis of this intersection segment. A time sequence of this intersection segment can be stacked, defining a two-dimension spatio-temporal (2DST) image. It is assumed that the diaphragmatic movement is the principal movement and all the lung structures move almost synchronously. The synchronization of this motion is performed through a pattern named respiratory function. This pattern is obtained by processing a 2DST image. An interval Hough transform algorithm searches for synchronized movements with the respiratory function. A greedy searches for synchronized movements with the respiratory function. A greedy active contour algorithm adjusts small discrepancies originated by asynchronous movements in the respiratory patterns. The output is a set of respiratory patterns. Finally, the composition of coronal and sagittal images that are in the same breathing phase is realized by comparing of respiratory patterns originated from diaphragmatic and upper boundary surfaces. When available, the respire tory patterns associated to lung internal structures are also used. Several results and conclusions are shown.
 
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Este trabalho é somente para uso privado de atividades de pesquisa e ensino. Não é autorizada sua reprodução para quaisquer fins lucrativos. Esta reserva de direitos abrange a todos os dados do documento bem como seu conteúdo. Na utilização ou citação de partes do documento é obrigatório mencionar nome da pessoa autora do trabalho.
NeylorStevo10.pdf (4.34 Mbytes)
Data de Publicação
2016-11-24
 
AVISO: O material descrito abaixo refere-se a trabalhos decorrentes desta tese ou dissertação. O conteúdo desses trabalhos é de inteira responsabilidade do autor da tese ou dissertação.
  • Sato, A. K., et al. Registration of Temporal Sequences of Coronal and Sagittal MR Images Through Respiratory Patterns [doi:10.1016/j.bspc.2010.08.002]. Biomedical Signal Processing and Control [online], 2011, vol. 6, p. 34-47.
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  • 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. 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.
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  • 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.
  • Campos, R. N., Stevo, N., e Tsuzuki, M. S. G. Registro de Sequências de Imagens Ortogonais Sagitais e Coronais obtidas por meio de Ressonância Magnética. In 16 Simpósio Internacional de Iniciação Científica, São Paulo, 2008. Anais do 16 Simpósio Internacional de Iniciação Científica., 2008. Resumo.
  • Stevo, N., Sato, A. K., e Tsuzuki, M. S. G. Registro Múltiplo de Sequências Temporais Coronais e Sagitais Obtidas por Ressonância Magnética Baseada em Transformada de Hough. In XXII Congresso Brasileiro de Engenharia Biomédica, Tiradentes, 2010. Anais do XXII Congresso Brasileiro de Engenharia Biomédica.Tiradentes : SBEB, 2010.
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