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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Estudo e desenvolvimento de algoritmos de esqueletização com aplicação em redes vasculares ósseas
metadata.dc.creator: Abreu, Andrêssa Finzi de
metadata.dc.contributor.advisor1: Travençolo, Bruno Augusto Nassif
metadata.dc.contributor.referee1: Backes, André Ricardo
metadata.dc.contributor.referee2: Miazaki, Mauro
metadata.dc.description.resumo: Apesar de ser uma técnica muito difundida, a radioterapia pode causar danos ao reparo ósseo, como por exemplo, a diminuição da vascularização. Entretanto, a rede vascular óssea tem um papel importante na capacidade de regeneração dos ossos, pois fornece oxigênio e nutrientes essenciais, logo, ferramentas que auxiliem a análise dessas redes são importantes para o estudo de diversas terapias que têm influência sobre o tecido ósseo. Para analisar tais redes foi feita a reconstrução tridimensional de imagens coletadas a partir do seccionamento dos fêmures de um rato que recebeu doses de radiação em seu fêmur esquerdo, enquanto que o direito não foi irradiado sendo, portanto, utilizado para controle. Com o objetivo de auxiliar a análise desses volumes foi utilizada a técnica de esqueletização, que tem a finalidade de diminuir a quantidade de informação dos objetos e tornar a análise mais precisa e eficiente. Entretanto, existem diversos tipos de algoritmos esqueletização, sendo eles, de Afinamento, Geométricos, baseados na Transformada Distância, em Campo de Força e em Propagação de Ondas. Com o objetivo de analisar qual deles produz melhores resultados em volumes de redes vasculares foi escolhida uma implementação de cada tipo para ser testada e analisada em volumes pertencentes às redes vasculares. Além disso, o algoritmo escolhido para representar os métodos baseados em Propagação de Ondas foi desenvolvido e proposto neste trabalho exclusivamente para extrair canais de redes vasculares. Por fim, os esqueletos das redes vasculares conseguiram reproduzir com clareza a rede estudada e possibilitaram a conclusão de análises relacionadas ao impacto da radioterapia sobre a topologia vascular. Além disso, a comparação entre os tipos de algoritmos de esqueletização possibilitou um estudo aprofundado sobre o tema e sobre as diversas características de esqueletos de curva que podem ser usadas para classificar e comparar os métodos presentes na literatura.
Abstract: Although a common technique, the radiotherapy can cause damage to bone repair, such as decrease in vascularization. However, the bone vascular network has an important role in capacity of bone regeneration because it provides oxygen and nutrients, therefore, tools that helps the analysis of vascular networks are important for the study of various therapies that have influence on the bone repair. In order to analyze such networks, we mande three-dimensional reconstructions of collected images from the sectioning of a mouse femurs that received radiation doses in the left femur, while the right was not irradiated and used for control. In order to aid the analysis of these volumes, skeletonization techniques were used to decrease the amount of the objects’s information and make the analysis more accurate and efficient. However, there are several types of skeletonization algorithms which uses different approachs as based on Forcefield, Thinning, based on Distance Transform, Geometrical and based on Wave Propagation. In order to analyze which of them produces the best results in vascular networks, an implementation of each type was chosen to be tested and analyzed in vascular network volumes. Furthermore, the algorithm chosen to represent the methods based on Wave Propagation was developed and proposed in this work exclusively to extract vascular networks. Finally, the skeletons of the vascular networks reproduced the network studied with clarity and enabled the conclusion of analysis related to the radiation impact on vascular topology. In addition, the comparison between the types of skeletonization algorithms allowed a deep study about the subject and on the various curve skeletons characteristics that can be used to classify and compare the methods in the literature.
Keywords: Computação
Processamento de imagens
Imagem tridimensional na medicina
Radioterapia
Esqueletização
Redes Vasculares Ósseas
Esqueleto de Curva
Image Processing
Skeletonization
Bone Vascular Networks
Curve Skeleton
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação
Citation: ABREU, Andrêssa Finzi de. Estudo e desenvolvimento de algoritmos de esqueletização com aplicação em redes vasculares ósseas. 2016. 139 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2016.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17855
Issue Date: 2-Sep-2016
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Ciência da Computação

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