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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.76.2016.tde-22122015-160521
Documento
Autor
Nome completo
Carlos Doro Neto
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2015
Orientador
Banca examinadora
Costa, Luciano da Fontoura (Presidente)
Goldenstein, Siome Klein
Rezende, Solange Oliveira
Título em português
Reconstrução e análise comparativa de canais de Volkmann e Havers utilizando redes complexas
Palavras-chave em português
Canais de Havers
Canais de Volkmann
Processamento de imagens
Reconstrução 3D
Redes complexas
Resumo em português
Ossos, estruturas essenciais para a proteção de órgãos internos, estrutura corporal e suporte mecânico nos vertebrados, possuem uma complexa rede de canais (canais de Volkmann e Havers) responsáveis por nutrir as células do tecido. Entretanto a falta de estudos quantitativos leva a uma carência de medidas e parâmetros para a caracterização dessas estruturas. Utilizando computação gráfica, técnicas de processamento de imagens, e redes complexas descreveremos a obtenção, reconstrução, representação, e análise dessas redes de canais. Para isso, duas falanges distais, uma de um galo e uma de uma galinha, passaram por um processo de corte histológico, as lâminas resultantes foram fotografadas e as imagens tratadas até serem reconstruídas em 3D. Os volumes foram convertidos em redes complexas, o que permitiu o uso de métodos de análise consagrados pela literatura. As redes foram comparadas entre si e com a rede do trabalho desenvolvido por Matheus P. Viana et al. (1–3) usando análise de grau, posicionamento dos nós, detecção de comunidades, e ataques (em cascata e aleatórios). Três resultados se destacam: 1) as redes apresentam diviões predominantemente dicotômica dos canais; 2) as redes apresentam uma alta modularidade, indicando que áreas específicas desempenham funções específicas; e 3) as redes são particularmente resistentes a ataques em cascata.
Título em inglês
3D reconstruction and comparative analysis of Volkmann and Havers canals with complex networks
Palavras-chave em inglês
3D reconstruction
Complex networks
Havers canals
Image processing
Volkmann canals
Resumo em inglês
Bones are essential for the protection of internal organs, for body structure, and for mechanical support in vertebrates, and present a complex network of channels (Havers and Volkmann channels) required to nourish tissue cells. However, the lack of quantitative studies leads to scarce parameters and measures to characterize these structures. By using computational graphic, image processing, and complex networks we will describe the acquisitation, reconstruction, representation, and analysis of these channel networks. Two distal phalanges (one from a hen and one from a rooster) were submitted to hystological section processing; the resulting slices were photographed and the images were treated before 3D reconstruction. The volumes were converted into complex networks which allow us to use methods of analysis widely accepted in literature. Networks were compared with each other and with the network obtained in the study by Viana et al. (1–3) using degree analysis, node positioning, community detection, and random and systematic attacks. Three results stand out: (i) the networks show a predominantly dichotomic division of channels; (ii) the networks show high modularity, indicating that specific areas perform specific functions; and (iii) the networks are particularly resistant to cascate attacks.
 
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Data de Publicação
2016-01-15
 
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