Original title: Segmentace CT dat za účelem stanovení přesnosti komerčního nástroje a stanovení délky kochley
Translated title: Segmentation of CT data to evaluate the accuracy of a commercial tool and measure cochlear length
Authors: Vašutová, Terezie ; Chmelík, Jiří (referee) ; Šíma, Jan (advisor)
Document type: Bachelor's theses
Year: 2026
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract: [cze] [eng]
Tato bakalářská práce se věnuje dvěma úzce provázaným krokům předoperačního plánování kochleárních implantací: segmentaci kochley z CT snímků a následnému stanovení délky kochleárního kanálu (CDL). Cílem bylo na jedné straně porovnat přesnost tří segmentačních přístupů (manuální, poloautomatický a automatický v softwaru OTOPLAN), a na straně druhé implementovat a vyhodnotit výpočetní postupy pro odhad délky kochley. Analýza proběhla na klinických datech 28 pediatrických pacientů (53 uší). V první části hodnocení prokázaly prostorové metriky vysokou shodu mezi manuální a plně automatickou segmentací (průměrný Dice koeficient 0,89; ASSD 0,15 mm). Druhá část práce se zaměřila na extrakci geometrických parametrů kochley, výpočet CDL pomocí několika matematických modelů a porovnání s komerčním softwarem OTOPLAN. Statistické testování potvrdilo, že zatímco u průměru bazální spirály (parametr A) a CDL stanovené softwarem OTOPLAN nebyly mezi automatickou a poloautomatickou metodou zjištěny významné rozdíly, u ostatních rozměrů má zvolená metoda na výsledek prokazatelný vliv. Vlastní implementované algoritmy využívající mimo jiné analýzu hlavních komponent (PCA) ukázaly, že matematické plošné modely predikují odlišné, zpravidla nižší hodnoty délky než přímé 3D měření založené na prostorové trajektorii. Výsledky práce dokládají, že automatická segmentace představuje rychlý a spolehlivý nástroj pro klinickou praxi, zatímco stanovení délky kochley zůstává citlivé na použitou metodiku měření, referenční anatomickou úroveň i zvolený matematický model. This bachelor’s thesis focuses on two closely related steps in the preoperative planning of cochlear implants: cochlear segmentation from CT scans and the subsequent determination of the cochlear duct length (CDL). The aim was, on the one hand, to compare the accuracy of three segmentation approaches (manual, semi-automatic, and automatic in OTOPLAN software) and, on the other hand, to implement and evaluate computational methods for estimating cochlear length. The analysis was performed on clinical data from 28 pediatric patients (53 ears). In the first part of the evaluation, spatial metrics demonstrated high agreement between manual and fully automatic segmentation (mean Dice coefficient 0.89; ASSD 0.15 mm). The second part of the study focused on the extraction of cochlear geometric parameters, the calculation of CDL using several mathematical models, and a comparison with the commercial OTOPLAN software. Statistical testing confirmed that while no significant differences were found between the automatic and semi-automatic methods for the basal spiral diameter (parameter A) and CDL determined by OTOPLAN software, the chosen method has a demonstrable effect on the results for other dimensions. The custom algorithms we implemented, which utilize principal component analysis (PCA) among other methods, showed that mathematical surface models predict different—and generally lower—length values than direct 3D measurements based on spatial trajectory. The results of this study demonstrate that automatic segmentation is a fast and reliable tool for clinical practice, while the determination of cochlear length remains sensitive to the measurement methodology used, the reference anatomical level, and the chosen mathematical model.
Keywords: 3D Slicer; cochlea segmentation; cochlear duct length; cochlear implant; OTOPLAN; pediatric patients; preoperative planning; 3D Slicer; délka kochleárního kanálu; kochleární implantát; OTOPLAN; pediatričtí pacienti; předoperační plánování; segmentace kochley

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/258521

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-777262


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Bachelor's theses