Detecção e extração de redes vasculares usando transformada de Hough

• Autor(a) principal: Macedo, Maysa Malfiza Garcia de
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45134/tde-26112012-171139/
• topic: 3D angiographic images; blood vessels segmentation; extração de redes vasculares; Hough transform; imagens angiográficas 3D; segmentação de vasos sanguíneos; transformada de Hough; vascular networks extraction

Doenças vasculares são um problema mundial, que representa 28% das mortes no mundo e 66% do total de doenças que acometem os brasileiros. Dessa forma, há um grande interesse em pesquisar formas de prevenção e tratamento dessas doenças. Algumas medidas são relevantes no auxílio de diagnóstico, tal como: tamanho médio dos ramos, diâmetro médio das seções transversais dos vasos e padrões de divisão de ramos. Calcular essas medidas de forma manual é uma tarefa demorada e trabalhosa. Assim, esta Tese tem como objetivo, propor um método computacional de rastreamento e extração de atributos em redes vasculares a partir de imagens 3D de angiografia por ressonância magnética e por tomografia computadorizada. Trata-se de uma abordagem de rastreamento e identificação de bifurcações que difere das técnicas anteriores, utilizando a Transformada de Hough para identificar o diâmetro do vaso em cortes transversais num dado ponto ao longo de um vaso sanguíneo. Mais detalhadamente, essa abordagem utiliza um campo vetorial advindo do cálculo de uma matriz formada por derivadas parciais de segunda ordem, obtida da intensidade luminosa da imagem, para identificar a direção de um ramo de vaso. Além disso, durante o processo de rastreamento de um ramo de vaso, são calculados vários descritores de forma com o objetivo de classificar regiões como pertencentes a uma bifurcação ou não. Em adição a estes descritores, desenvolvemos uma nova medida chamada de variância do raio que permite distinguir, bifurcações, não-bifurcações e segmentos de vaso com stents (aparelho metálico usado para aumentar o diâmetro dos vasos). Para a classificação de bifurcações, criamos a medida de bifurcação, que trata-se de uma combinação linear de todos os descritores de forma apresentados neste trabalho. Testes foram realizados para atestar a eficácia da abordagem proposta, utilizando tanto imagens sintéticas quantoimagens reais. Os resultados mostraram que o método é capaz de rastrear 91% de uma rede vascular sintética variando o ponto de inicialização e 76% variando o nível de ruído. Também foi observado por meio de testes que o método proposto consegue rastrear vasos e identificar bifurcações em imagens reais sem avaliação numérica. Essa abordagem permite a extração da relação hierárquica entre os ramos em uma rede vascular e a extração do padrão de divisão dos vasos, o que contribui sobremaneira para o estudo do comportamento do fenômeno da angiogênese e no auxílio no diagnóstico de anomalias vasculares.