Lista przedmiotów z materiałami udostępnionymi dla studentów

Dla_studentów
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Izabella Korczyńska

Opracowanie i implementacja algorytmu do modelowania powierzchni drzewa naczyń krwionośnych


Development and implementation of algorithm for vessel tree surface modelling


Opiekun pracy dyplomowej: dr hab. inż. Piotr Szczypiński prof. ucz.
Praca dyplomowa magisterska obroniona 0000-00-00
Streszczenie pracy dyplomowej:
Rezonans magnetyczny (MRI) jest nieinwazyjną oraz wszechstronną metodą badania, która wciąż jest ulepszana i rozwijana. Wyniki badań oceniane są przez lekarzy w celu ustalenia diagnozy, co więcej mogą być też źródłem danych do przeprowadzenia dalszej analizy. Jedną ze struktur, która jest widoczna w badaniu, są siatki naczyń krwionośnych. Istnieją algorytmy umożliwiające wyodrębnienie informacji o liniach środkowych naczyń krwionośnych promieniach naczyń krwionośnego w poszczególnych punktach oraz struktura drzewa w postaci listy gałęzi. Powyższe dane mogę posłużyć do utworzenia trójwymiarowego modelu drzewa naczyń. Problem wart jest zainteresowania ze względu na fakt, iż powstałe modele mogę posłużyć do symulacji przepływu, w celu sprawdzenia stanu unaczynienia danej osoby Celem pracy jest stworzenie algorytmu do budowy trójwymiarowych modeli wektorowych, odpowiednich do symulacji. Zadanie nie jest trywialne ze względu na to, iż symulacja przepływu stawia wymagania odnośnie formatu modelu, topologii, kształtu powierzchni, a także lokalizacji wlotu i wylotu. Rozwiązanie problemu mogłoby mieć znaczący wpływ na diagnostykę chorób mózgu takich jak nowotwory, krwiaki, zatory, tętniaki czy udary lub pomóc w zatrzymaniu postępu choroby wykrytej we wczesnym stadium. W pracy zostały wykorzystane obrazy angiograficzne mózgu, uzyskane za pomocą rezonansu magnetycznego Time of flight angiography Proponowane rozwiązanie bazuje dostępnych programach do grafiki 3D (VesselKnife, ITK Snap) oraz bibliotekach (ITK, VTK). W celu rozwiązania problemu wybrane metody zostały użyte, są to m.in. algorytm maszerujących sześcianów oraz modelowanie powierzchni za pomocą rurek czy sfer. Algorytmy oraz ich implementacje w wyżej wymienionych bibliotekach zostały sprawdzone i ocenione. Powstałe modele zostały porównane i przetestowane za pomocą symulatora Comsol.
Abstract:
Magnetic Resonance Imaging (MRI) is a non-invasive and comprehensive method of medical examination, which is still being developed. The results are assessed by doctors to find the diagnosis, moreover the images are a source of data for further analysis. One of the structures, which is visible during the examination are blood vessels. There are algorithms enabling extraction of information on vessel centre lines, the vessel radius and the list of branches, forming a vessel tree. That data can be used to create a 3D model of such a tree. The interest in modelling the vasculature is the reconstruction of a particular structure and perform the blood flow simulation to verify if the examined person has cardiovascular condition. The purpose of this work is to develop computer algorithm for building three-dimensional vector models adequate for such simulations. This is not a trivial task as the flow simulation has specific requirements like the model's format, topology, shape of its surface, as well as inlets and outlets location. Finding solution to the problem may have impact on treatment of serious diseases, like tumours, hematomas, holdups, aneurysms and strokes, or help to stop their development in early stages. In this work the angiographic images of brain were used, acquired by means of MRI Time of flight angiography. The proposed solution is based on an available three-dimensional (3D) graphic programs (VesselKnife, ITK Snap) and libraries (ITK, VTK). Selected methods for solving the stated problem were examined, including marching cubes algorithm, and surface modelling by tubes or spheres. The algorithms and their implementations in the aforementioned libraries were also reviewed and evaluated. The resulting models were compared and tested by means of Comsol simulator.