Ανάπτυξη αλγορίθμου απαλοιφής της αναπνευστικής κίνησης σε εξετάσεις Μαγνητικής Τομογραφίας Καρδιάς (CMR).
Creators: name: Ιωάννου, Ανδρέας Αντωνίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2016
Subjects: Ανάλυση Ανεξάρτητων Συνιστωσών
Επεξεργασία εικόνας
Απαλοιφή κίνησης
Independent Component Analysis
Image processing
Motion compensation

description: Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία εκπονήθηκε στα πλαίσια του προγράμματος μεταπτυχιακών σπουδών της ιατρικής πληροφορικής του Αριστοτέλειου Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης. Σκοπός της εργασίας είναι η ανάπτυξη αλγορίθμου απαλοιφής της αναπνευστικής κίνησης κατά την εξέταση μαγνητικής τομογραφίας καρδιάς χρησιμοποιώντας μεθόδους επεξεργασίας εικόνας. Το κύριο χαρακτηριστικό των εικόνων αυτών είναι η απότομη μεταβολή της φωτεινότητας στο εσωτερικό των κοιλιών της καρδιάς, λόγω της χρήσης σκιαγραφικού μέσου, προκαλώντας έτσι την αδυναμία ευθυγράμμισης των εικόνων με την χρήση των διαδεδομένων αλγορίθμων. Ο αλγόριθμος που αναπτύχθηκε χρησιμοποιεί την ανάλυση ανεξάρτητων συνιστωσών με στόχο την εξαγωγή ανεξάρτητων χαρακτηριστικών της εικόνας στη περιοχή ενδιαφέροντος. Τα χαρακτηριστικά ταυτοποιούνται με τη χρήση ενός συστήματος αναγνώρισης και αφαιρείται από την αρχική εικόνα η συνιστώσα που συνδέεται με την αναπνευστική κίνηση. Οι παραγόμενες εικόνες χρησιμοποιούνται ως αναφορά για την ευθυγράμμιση των αρχικών εικόνων με την χρήση αλγορίθμου μη γραμμικού μετασχηματισμού. Η αποτελεσματικότητα και η ευρωστία της μεθόδου αξιολογήθηκε με την σύγκριση των τελικών αποτελεσμάτων σε σχέση με μία εικόνα αναφοράς. Ως μέθοδος σύγκρισης επιλέχθηκε το γραμμικό προφίλ της εικόνας σε δύο κάθετες διευθύνσεις στη περιοχή της αριστερής κοιλίας. Τα χαρακτηριστικά της εικόνας που εκτιμήθηκαν αφορούσαν στην σταθερότητα των ορίων του μυοκαρδίου και στην διατήρηση των διαστάσεων του κατά την διάρκεια της εξέτασης.
description: The current thesis was carried out as a part of the master program in medical informatics of the Aristotle University of Thessaloniki. The purpose of this thesis was the development of a cardiac motion compensation algorithm which can be used to eliminate the respiratory motion effect during cardiac MRI examinations. The main feature of the images, produced by these examinations, is the abrupt change of the pixels luminosity inside the four chamber of the heart, as a result of the contrast medium, causing the failure of simple image registration methods. The algorithm was developed using the independent component analysis method in order to extract the independent characteristics of the image, inside the region of interest. The characteristics of the images were identified using an identification algorithm. The independent component associated with the respiratory motion was subtracted from the images and the new motion free images were used as reference images for the nonlinear registration procedure. The effectiveness and robustness of the method were validated by comparing the corrected images with a reference set of images. The line profile of the images was selected as a comparison method, in two orthogonal directions in the area of the left ventricle. The image characteristics, concerning the stability of the myocardium limits and the conservation of the distances during the examination, were evaluated.