RTU Research Information System
Latviešu English

Publikācija: Three-Dimensional Medical Image Construction and Processing

Publication Type Doctoral Thesis
Funding for basic activity Unknown
Defending: 03.10.2011 14:30, Datorzinātnes un Informācijas Tehnoloģijas Fakultāte (DITF), Rīgā, Meža ielā 1/3, 202. auditorijā
Publication language Latvian (lv)
Title in original language Trīsdimensiju medicīnas attēlu veidošana un apstrāde
Title in English Three-Dimensional Medical Image Construction and Processing
Field of research 2. Engineering and technology
Sub-field of research 2.2 Electrical engineering, Electronic engineering, Information and communication engineering
Authors Katrina Boločko
Keywords Medical Images, Image Processing, Image Segmentation, Image Analysis, Visualization
Abstract Datorgrafikas, attēlu apstrādes metodes un trīsdimensiju attēlu veidošanas algoritmi tiek plaši izmantoti vairākās nozarēs. Piemēram, medicīna, kriminālistika, ģeoloģija, nepieciešams attēlā izcelt kādus apgabalus, kas ļauj turpmāk pieņemt lēmumu par attēla klasifikāciju. Medicīnā, lai uzstādītu diagnozi (klasificētu attēlu), ir nepieciešama tikai daļa no attēla informācijas (patoloģijas zona). Kriminālistikā, lai identificētu cilvēka sejas attēlu, bieži ir nepieciešams fragments no attēlu informācijas, nevis visa informācija. Sakarā ar to, ir nepieciešams oriģinālajos attēlos izcelt apgabalus, kas ir visinformatīvākie un piemēroti klasifikācijas uzdevumiem. No citas puses, šo apgabalu analīzei un klasifikācijai bieži nepietiek ar 2D attēlu reprezentācijas izmantošanu. Tieši 3D attēlu veidošana nodrošina plašākas iespējas apgabalu analīzei. Promocijas darbā attēlu apstrādes un 3D attēlu veidošanas uzdevumi tiek apskatīti saskaņā medicīnas attēlu piemēriem, kaut arī darbā piedāvātās metodes ir iespējams pielietot attēlu apstrādes uzdevumiem dažādās citās nozarēs. Medicīnas attēli, kas iegūti ar datortomogrāfijas (CT – Computer Tomography) vai magnētiskās rezonanses (MR – Magnetic Resonance) palīdzību tiek plaši izmantoti medicīnā pacientu diagnostikai. Šo attēlu analīze un apstrāde ir aktuāla kā klīniskā, tā arī zinātniskā nozarē, un var paaugstināt diagnostikas precizitāti. Darbā tiek piedāvātas metodes medicīnas attēlu analīzei, kas ļauj izcelt jebkuru interesējošo zonu medicīnas attēlos, noteikt izceltās zonas izmērus (platumu, garumu, laukumu), pēc medicīnas slāņos izvēlēto apgabalu kopuma var atrast arī zonas tilpumu, parādīt patoloģijas zonu un cilvēka galvu 3D telpā, lai varētu spriest par pataloģijas zonas telpisko atrašanu un plānot ķirurģisko operāciju, kā arī automātiski izpētīt patoloģijas zonā un tās apkārtnē esošas vielas, lai piedāvātu ārstam iespējamo diagnozi. Piedāvātās metodes arī ir apvienotas vienā medicīnas attēlu apstrādes analīzes sistēmā, kas tiek aprakstīta promocijas darbā. Pētījumu rezultātu praktiskā nozīme un pielietojuma iespējas ir parādītas ar veiktajiem eksperimentiem. Par promocijas darba galvenajiem rezultātiem ir nolasīti referāti 14 starptautiskās konferencēs, kā arī tie ir atspoguļoti 15 zinātniskajās publikācijās. Darbs sastāv no ievada, 4 nodaļām, secinājumiem un pielikuma. Tajā ir 144 lappuses, 98 attēli, 10 tabulas pamattekstā un 96 nosaukumi literatūras sarakstā.
Abstract in English Computer graphics, image processing methods and three-dimensional image construction approaches are widely implemented in various spheres. For example, in medicine, criminology, geology it is necessary to extract a specific region from the image, that will allow the classification of the image. In medicine, in order to diagnose a patient it is necessary to extract only a portion of the image data (pathology zone). In criminology, to identify the image of a person's face often a fragment of the image is needed. That's why image region extraction is such an important task in image processing. In the other hand, 2D image representation is sometimes not enough to classify and analyze these regions. 3D image construction provides greater possibilities for region analysis. In this work, image processing and 3D image construction tasks are analyzed on the medical images example, although methods developed in this work can be used to solve image processing tasks in various spheres. Medical images, acquired with use of computer tomography or magnetic resonance imaging are widely used in medical diagnostics. The analysis and processing of these images is important in both clinical and scientific aspects and allows to ensure high precision of medical diagnosis. In this work, methods of medical image analysis are proposed, that allow extracting any region of interest from medical images, determine the size of the extracted region, estimate the volume of the region, visualize the pathology zone and head of the patient in 3D space, so the physicians could define the placement of pathology zone and plan surgical interventions and also automatically determine the density of pathology zone and its surrounding matters. The proposed methods are combined in one medical image processing system, that is described in the work. Practical results of the research and implementation examples are shown in experimental section. Main results of research were reported on in 14 international conferences as well as published in 15 publications. The work consists of introduction, 4 chapters, conclusions and appendix. It contains 144 pages, 98 figures, 10 tables and 96 references.
Reference Boločko, Katrina. Three-Dimensional Medical Image Construction and Processing. PhD Thesis. Rīga: [RTU], 2011. 144 p.
Summary in English Summary in English
ID 10824