|
|
Porovnání pokročilých přístupů pro analýzu fMRI dat u oddball experimentu
Fajkus, Jiří ; Jan, Jiří (oponent) ; Provazník, Ivo (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá zpracováním a analýzou dat, získaných při experimentálním vyšetření pomocí funkční magnetické rezonance. Jedná se experimentální úkol typu oddball, jehož cílem je vyšetření kognitivních funkcí subjektu. V rámci práce jsou popsány principy funkční magnetické rezonance, možnosti tvorby experimentálních úkolů, zpracování naměřených dat, modelování odpovědi organismu a statistická analýza. Dále je proveden rozbor jednotlivých částí předzpracování a analýza s použitím reálných experimentálních dat. Klíčovou náplní práce je návrh a realizace modelu, umožňujícího pokročilou kategorizaci stimulů s ohledem na typ předchozího vzácného podnětu a počet častých podnětů v intervalu mezi nimi. Tento model svým podrobnějším členěním umožňuje hlubší studium cerebrálních procesů spojených s především s pozorností, pamětí, očekáváním nebo potřebou kognitivního uzavření. Druhým bodem práce je hodnocení modelů hemodynamické odezvy, které se uplatňují při statistické analýze dat z fMRI experimentu. V práci je provedeno porovnání bázových funkcí, tedy modelů hemodynamické odezvy na experimentální stimulaci, použitých pro obecný lineární model. Výsledkem je zhodnocení účinnosti detekce aktivovaných voxelů, míry falešné pozitivity a výpočetní i uživatelské náročnosti.
|
|
|
Tvarová klasifikace pro detekci chybně segmentovaných kostí v CT datech
Janovič, Tomáš ; Jan, Jiří (oponent) ; Walek, Petr (vedoucí práce)
Práce pojednává o možnostech využití tvarové klasifikace pro detekci chybně segmentovaných (přerušených) kostí v datech výpočetní tomografie (CT). Je provedena rešerše publikovaných metod a algoritmů zabývajících se segmentací kostních struktur v CT datech. Následně je implementována segmentace kortikálních částí kostí metodou prostého prahování s globálním prahem. Práh je určen optimalizovaným proložením histogramu vybraným typem pravděpodobnostního rozdělení. Dále jsou popsány deskriptory, kterými lze kvantitativně popisovat tvary objektů v obrazu. Následně je implementována extrakce kontur a je aplikován vyhovující tvarový deskriptor - kumulativní úhlová funkce. Finálně jsou pomocí spojité vlnkové transformace detekovány body, které mohou potenciálně indikovat chybně segmentované kosti. Zmíněná technika je testována na reálných CT datech.
|
|
|
Mapování pohybových artefaktů ve fMRI
Nováková, Marie ; Kremláček, Jan (oponent) ; Jan, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce shrnuje princip magnetické rezonance a metodu funkční magnetické rezonance. Je zaměřena na projevy pohybových artefaktů ve fMRI datech a na metody předzpracování snímků, především jejich zarovnání. Zabývá se možností využití pohybových parametrů získaných při procesu zarovnání funkčních skenů k vytvoření map projevu pohybových artefaktů. V práci jsou navrženy, implementovány a testovány tři metody sloužící k vytvoření pravděpodobnostních, výkonových a statistických skupinových map ukazujících místa typicky postižená pohybovým artefaktem.
|
|
|
Analýza časového vývoje léčených nádorů páteře v CT datech
Nohel, Michal ; Jan, Jiří (oponent) ; Jakubíček, Roman (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá časovým vývojem léčených nádorů páteře v CT datech. V teoretické části se zabývá anatomií, fyziologií a patofyziologií páteře a těl obratlů. Dále popisuje diagnostické a terapeutické možnosti detekce a léčby nádorů páteře. Její součástí je přehled současného stavu využití časové analýzy v onkologii. Jsou diskutovány problémy dostupných anotací a jsou vytvořeny nové databáze pro následnou analýzu. Dále je navržena metodologie časové analýzy podle tvarové charakterizace a velikosti postižení obratle. Na vytvořené databáze jsou aplikovány navržené metodické přístupy extrakce příznaků. Jejich volba a vhodnost je diskutována, včetně jejich potenciálu pro případné využití pro klinickou praxi sledování vývoje a odvozování charakteristických závislostí příznaků na prognóze pacienta.
|
|
|
Adaptivní zostřování obrazu
Jakubíček, Roman ; Odstrčilík, Jan (oponent) ; Jan, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je rozborem problému a technickou zprávou k vytvořenému programu pro zvýraznění obrazů. Hlavním cílem celého procesu zpracování obrazu je adaptivní zostřování dosažené aplikací prostorově variantního lokálního konvolučního operátoru. Prostorová variantnost masky a tím stupeň ostření je určován místní směrodatnou odchylkou jasových hodnot v obraze. Rozhodnutí o ostření může být binární nebo spojité. V první části je uvedena stručná teorie k tématu. Ta je nezbytná pro další kapitoly této práce, které pojednávají o realizaci programu, popisují jednotlivé algoritmy, včetně blokových schémat a uživatelského prostředí a hodnotí dosažené výsledky včetně ukázek. V poslední kapitole se věnuji variantnosti obrázků a jejímu vlivu na kvalitu zostření a natavení parametrů procesu.
|
|
|
Metody detekce, segmentace a klasifikace obtížně definovatelných kostních nádorových lézí ve 3D CT datech
Chmelík, Jiří ; Flusser,, Jan (oponent) ; Kozubek, Michal (oponent) ; Jan, Jiří (vedoucí práce)
Cílem této práce byl vývoj algoritmů pro detekci, segmentaci a klasifikaci obtížně definovatelných kostních metastatických nádorových lézí v oblasti páteře z obrazových CT dat. Pro tyto účely byla vytvořena pacientská databáze anotovaná lékařskými experty. Postupně byly navrženy tři metody, z nichž první je založena na přepracování a kombinaci metod dostupných z předchozího řešení projektu, druhá je velmi rychlá varianta založená na fuzzy k-means shlukové analýze, třetí metoda využívá moderních metod strojového učení, konkrétně hluboké učení konvolučních neuronových sítí. Dále byla navržena modifikace upřesňující výsledky následnou meta-analýzou nalezených kandidátů lézí pomocí náhodného lesa. Dosažené výsledky byly objektivně vyhodnoceny a porovnány s výsledky algoritmů publikovaných jinými autory. Pro hodnocení byly použity dva přístupy: technický, voxelově založený a klinický, objektově založený. Dosažené výsledky byly následně zhodnoceny a diskutovány.
|
|
|
Časová interpolace oftalmologických videosekvencí pomocí multimodálního lícování
Kadla, Jan ; Odstrčilík, Jan (oponent) ; Jan, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce poskytuje popis fundus kamery jakožto medicínského zobrazovacího systému. Stručně jsou vysvětleny dílčí součásti tohoto systému a uvedeny příklady konstrukčních variant některých prvků. Dále se práce zabývá problematikou fúze obrazů a s tím souvisejících možností číslicového zpracování snímků. Pro praktickou část práce byla poskytnuta sekvence po sobě nasnímaných obrazů sítnice lidského oka. V rámci programového zpracování těchto dat je proveden rozklad obdržených snímků na jednobarevné posloupnosti. U těchto dílčích jednobarevných posloupností je prováděno monomodální lícování na základě kalkulace jasového podobnostního kritéria mezi dvojicemi obrazů. Ze tří takto vytvořených monochromatických posloupností slícovaných snímků je následně pomocí multimodálního lícování jednotlivých trojic snímků vytvořena nová sekvence snímků barevných. Jako základ pro vyhodnocování podobnosti při multimodálním lícování bylo použito informační podobnostní kritérium.
|
|
|
Vztah elektrofyziologické aktivity a dynamické funkční konektivity rozsáhlých mozkových sítí ve fMRI datech
Lamoš, Martin ; Hlinka, Jaroslav (oponent) ; Kremláček, Jan (oponent) ; Jan, Jiří (vedoucí práce)
Funkční mozková konektivita odráží určitý stav mozku. Vrůstající zájem o studium dynamiky funkční konektivity mezi jednotlivými rozsáhlými mozkovými sítěmi je doprovázen snahou nalézt její elektrofyziologické koreláty. Část takové neurální aktivity však může zůstat nerozpoznána, protože se během analýzy EEG dat velmi často používá různých omezení v prostorové a spektrální doméně. Zde představený přístup slepě odhaluje multimodální EEG spektrální vzorce, které se vztahují k dynamice BOLD funkční konektivity sítí. Slepá dekompozice EEG spektrogramu pomocí paralelní faktorové analýzy byla představena jako užitečný nástroj k odhalení vzorů neurální aktivity, kde každý vzor obsahuje tři signatury (prostorovou, časovou a spektrální). Na rozdíl od standardních přístupů, kdy dochází k průměrování signálů z jednotlivých elektrod, vybírají se pouze podskupiny elektrod, či se využívá standardních frekvenčních pásem, tato slepá dekompozice bere v potaz kompletní trilineární strukturu EEG dat. Simultánně měřená BOLD fMRI data jsou odděleně od EEG rozložena pomocí analýzy nezávislých komponent. Na časových průbězích komponent je odhadována dynamická funkční konektivita pomocí výpočtu korelačního koeficientu v plovoucím okně. Funkční konektivita síťových stavů je následně odvozena na základě hodnot těchto korelačních koeficientů. Použitím ANOVA testů jsou na závěr nalezeny tři EEG spektrální vzory vztahující se k dynamice funkční konektivity síťových stavů. Předchozí výzkum odhalil vztah mezi fluktuacemi EEG spektrálních vzorů a hemodynamikou rozsáhlých mozkových sítí. Tato práce ukazuje, že zmíněný vztah lze nalézt také na úrovni dynamiky funkční konektivity mezi jednotlivými rozsáhlými mozkovými sítěmi, kdy nejsou použita žádná standardní prostorová a spektrální omezení ve zpracování EEG dat.
|
|
|
Pokročilé zpracování oftalmologických video sekvencí retinálních obrazů
Říha, Pavel ; Odstrčilík, Jan (oponent) ; Jan, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá registrací a analýzou snímků z experimentální nízkonákladové fundus kamery dosahující nízkého SNR (kolem 10 dB) a nízkého časového i prostorového rozlišení. Cílem diplomové práce je prozkoumání možností digitálních úprav vedoucích k vytvoření videosekvence mající reálný přínos pro lékařskou diagnostiku. K registraci je použit známý program elastix; předregistrační filtry i interpolace snímků jsou implementovány v Matlabu. Program poskytuje široké možnosti nastavení, z nichž bylo mnoho variant otestováno a vyhodnoceno. K posouzení dosažené přesnosti jsou vyhodnocovány prostorové odchylky v detekovaném pohybu cév. Nejlepších výsledků s přesností pod 0.3 px bylo dosaženo použitím pásmové propusti, vhodně velké masky a rigidní registrace s metrikou vzájemné informace. Testované sekvence se podařilo registrovat dostatečně přesně pro vizuální hodnocení i základní výpočetní analýzy. Hlavním přínosem této práce jsou zregistrované sekvence a vytvořená aplikace, které mohou být využity při dalším vývoji experimentální kamery.
|
|
|
Pokročilé metody segmentace cévního řečiště na fotografiích sítnice
Svoboda, Ondřej ; Jan, Jiří (oponent) ; Odstrčilík, Jan (vedoucí práce)
Segmentace cévního řečiště je častým krokem při zpracování retinálních obrazů. V dnešní době existuje řada automatických metod segmentace cévního řečiště. Tyto metody jsou založeny na mnoha přístupech. Od přizpůsobené filtrace, přes metody využívající rozpoznávání vzorů, až po algoritmy využívající klasifikace obrazu. Použití automatických metod při zpracování retinálních snímků výrazně urychluje a zjednodušuje diagnostiku retinálních onemocnění. Při zpracování automatickými segmentačními algoritmy je jednou ze stěžejních částí prahování obrazu, a právě prahování fundus snímků se věnuje tato práce. Je zde popsána řada prací využívajících globální a lokální prahovací metody, a zejména metody klasifikace obrazu pro segmentaci cévního řečiště ze snímků sítnice. Následně byla na výsledky dvou metod segmentace cévního řečiště použita metoda klasifikace obrazu s učením. Z dosažených výsledků byla posléze stanovena schopnost daných metod segmentovat cévní řečiště. Použitím klasifikace obrazu namísto globálního prahování došlo u první metody na zdravé části databáze k poklesu sensitivity na 63,32 % a přesnosti na 94,99 %. Naopak u specificity byl zaznamenán nárůst na 95,75 %. U druhé metody bylo dosaženo sensitivity 69,24 %, specificity 98,86 % a přesnosti 95,29 %. Kombinací výsledků obou metod bylo dosaženo sensitivity 72,48 %, specificity 98,59 % a výsledné přesnosti 95,75 %. Tímto nebyl s použitím daného klasifikátoru potvrzen předpoklad, že klasifikace obrazu s učením je oproti prostému prahování efektivnější. Zároveň bylo však prokázáno, že rozšíření příznakového vektoru kombinací výsledků z obou metod došlo k nárůstu sensitivity, specificity i přesnosti.
|
host ::
RSS.