Ilościowa analiza drzew naczyń krwionośnych odwzorowanych w obrazach cyfrowych
Tematyka prowadzonych prac badawczych dotyczy ilościowej analizy układu krwionośnego. Sieć naczyń krwionośnych jest rozpatrywana w trzech oddzielnych podejściach:
- duże naczynia krwionośne, o średnicach znacznie większych od długości boku woksela w rastrze obrazu,
- średnie naczynia krwionośne o średnicach porównywalnych z długością boku woksela w rastrze obrazu,
- małe naczynia krwionośne (naczynia włosowate) o średnicach rzędu kilku mikrometrów.
W celu analizy ilościowej dużych naczyń krwionośnych zastosowano metody segmentacji obrazów. Otrzymany obraz umożliwia wstępne oszacowanie pojemności krwi zawartej w zobrazowanych naczyniach, a także stworzenie trójwymiarowego, przestrzennego modelu sieci naczyń. Model taki może być zastosowany podczas symulacji rozpływu krwi/środka cieniującego.
Ze względu na istniejące ograniczone możliwości techniczne urządzeń obrazujących istnieje granica stosowalności metod segmentacji obrazów dużych naczyń krwionośnych. Określenie (przy wykorzystaniu fantomów cyfrowych) granicznej średnicy naczyń krwionośnych odwzorowanych w obrazach 3W umożliwia wykorzystanie metod analizy ilościowej dla naczyń krwionośnych średnich. W tym przypadku zastosowanie znajduje analiza tekstury obrazu 3W. Jest to narzędzie niosące dodatkową informację o budowie sieci naczyń, które można zastosować także w celu opisu ilościowego. Na podstawie cyfrowych obiektów testowych oraz rzeczywistych danych z mikroskopu konfokalnego wykazano, ze istnieje ilościowa zależność miedzy statystycznymi parametrami tekstury obrazu 3W, a parametrami fizycznymi i geometrycznymi drzew naczyń krwionośnych.
Opis ilościowy naczyń krwionośnych małych zakłada zastosowanie przedziałowego modelu wymiany materii pomiędzy naczyniem włosowatym a otaczającą je tkanką lub wykorzystanie metody obrazowania zjawiska perfuzji krwi (DSC-MRI).
Prace badawcze są prowadzone we współpracy z Instytutem Diagnostyki i Radiologii Interwencyjnej Uniwersytetu Friedricha Schillera w Jenie (Niemcy) oraz z Instytutem Biomedycznym Uniwersytetu w Bergen (Norwegia).
Obecnie realizowany jest polsko-niemiecki projekt DFG/36/2007 zatytułowany: Opracowanie szybkich nieinwazyjnych sekwencji angiografii rezonansu magnetycznego do segmentacji oraz ilościowej analizy układu naczyń tętniczych i żylnych na obrazach 3D dużej rozdzielczości.
