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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.98.2012.tde-04062012-083028
Documento
Autor
Nome completo
Eduardo Wu Jyh Herng
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2012
Orientador
Banca examinadora
Nicolosi, Denys Emilio Campion (Presidente)
Abizaid, Alexandre Antonio Cunha
Melo, Marco Antonio Assis de
Pinto, Ibraim Masciarelli Francisco
Zanini, Angelo Sebastião
Título em português
Detecção de bordas em imagens de ecocardiografia utilizando redes neurais artificiais.
Palavras-chave em português
Detecção de bordas
Ecocardiografia
Redes neurais artificiais.
Resumo em português
Por ser não-invasiva e de baixo custo, a Ecocardiografia tem se tornado uma técnica de diagnóstico muito utilizada para a determinação dos volumes sistólicos e diastólicos do ventrículo esquerdo a fim de se calcular, indiretamente, o volume de ejeção do ventrículo esquerdo, a razão de contração muscular das cavidades cardíacas, a fração de ejeção regional e global, a espessura do miocárdio e a massa ventricular. Para isso, torna-se necessária a detecção das bordas endocárdicas do ventrículo esquerdo, o que é dificultada pelo fato da imagem de Ecocardiografia possuir ruídos que prejudicam sua definição. Apesar de haver várias técnicas de segmentação de imagem, este trabalho propõe detectar as bordas do ventrículo esquerdo de imagens ecocardiográficas utilizando uma rede neural artificial para reconhecer padrões de bordas. A fim de acelerar o processo e facilitar o processamento, uma área retangular centrada dentro da janela acústica do paciente é determinada pelo operador com o uso do 'mouse' na qual serão realizadas todas as análises e reconhecimentos de borda pela rede neural. Após a marcação dos pontos reconhecidos pela rede neural como bordas, utilizam-se técnicas de gradientes e contorno móvel para se conectar os pontos de maior probabilidade e traçar a borda do ventrículo esquerdo. Esta técnica mostrou-se eficaz quando comparados com as bordas traçadas pelo especialista, sendo um fator importante a prática do operador ao escolher adequadamente a área a ser analisada. Após treinamento com 50 amostras de padrões de "borda" e 10 amostras de padrões de "não borda", a técnica foi testada em 108 imagens, alcançando resultados com boa precisão e rapidez quando comparamos os resultados na determinação da área do ventrículo esquerdo com outras técnicas citadas na literatura nacional e internacional.
Título em inglês
Border detection in echocardiography images using artificial neural networks.
Palavras-chave em inglês
Artificial neural networks.
Border detection
Echocardiography
Resumo em inglês
Being non-invasive and having low cost, the echocardiography has been largely applied as diagnostic technique for left ventricle systolic and diastolic volumes determination that indirectly are used to calculate the left ventricle ejection volume, the cardiac cavities muscular contraction, the regional and global ejection fraction, the myocardial thickness, the ventricular mass, etc. For this reason, the detection of the left ventricle endocardial borders become necessary, but hampered by the noise that impairs the echocardiography images definition. In spite of having many image segmentation techniques, this work intend to detect the borders of left ventricle on echocardiography images by using a artificial neural network to recognize border patterns. To accelerate the process and facilitate the procedure, the operator uses the mouse to define a rectangular region inside the acoustic window of the pacient where all analyses and border recognitions will be accomplished. After labeling the recognized points as 'border', gradient techniques and mobile boundary are used to connect the points of greater probability and delineate the left ventricle border. This technique has proved to be efficient when compared to the borders traced by the specialist. The ability of the operator is important in choosing of the region to be analyzed. After training with 50 samples of "border" pattern and 10 samples of "no-border" pattern, this technique was tested on 108 images, achieving good results on precision and velocitiy when we compared the calculated left ventricle area with the results of other techniques published on national and international literature.
 
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Data de Publicação
2012-06-19
 
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