|
|
Analysis of 3D CT image data aimed at detection and classification of specific tissue structures
Šalplachta, Jakub ; Malínský, Miloš (referee) ; Jan, Jiří (advisor)
This thesis deals with the segmentation and classification of paraspinal muscle and subcutaneous adipose tissue in 3D CT image data in order to use them subsequently as internal calibration phantoms to measure bone mineral density of a vertebrae. Chosen methods were tested and afterwards evaluated in terms of correctness of the classification and total functionality for subsequent BMD value calculation. Algorithms were tested in programming environment Matlab® on created patient database which contains lumbar spines of twelve patients. Following sections of this thesis contain theoretical research of the issue of measuring bone mineral density, segmentation and classification methods and description of practical part of this work.
|
|
|
Exploring Brain Network Connectivity through Hemodynamic Modeling
Havlíček, Martin ; Hluštík, Petr (referee) ; Šmídl,, Václav (referee) ; Jan, Jiří (advisor)
Zobrazení funkční magnetickou rezonancí (fMRI) využívající "blood-oxygen-level-dependent" efekt jako indikátor lokální aktivity je velmi užitečnou technikou k identifikaci oblastí mozku, které jsou aktivní během percepce, kognice, akce, ale také během klidového stavu. V poslední době také roste zájem o studium konektivity mezi těmito oblastmi, zejména v klidovém stavu. Tato práce předkládá nový a originální přístup k problému nepřímého vztahu mezi měřenou hemodynamickou odezvou a její příčinou, tj. neuronálním signálem. Zmíněný nepřímý vztah komplikuje odhad efektivní konektivity (kauzálního ovlivnění) mezi různými oblastmi mozku z dat fMRI. Novost prezentovaného přístupu spočívá v použití (zobecněné nelineární) techniky slepé dekonvoluce, což dovoluje odhad endogenních neuronálních signálů (tj. vstupů systému) z naměřených hemodynamických odezev (tj. výstupů systému). To znamená, že metoda umožňuje "data-driven" hodnocení efektivní konektivity na neuronální úrovni i v případě, že jsou měřeny pouze zašumělé hemodynamické odezvy. Řešení tohoto obtížného dekonvolučního (inverzního) problému je dosaženo za použití techniky nelineárního rekurzivního Bayesovského odhadu, který poskytuje společný odhad neznámých stavů a parametrů modelu. Práce je rozdělena do tří hlavních částí. První část navrhuje metodu k řešení výše uvedeného problému. Metoda využívá odmocninové formy nelineárního kubaturního Kalmanova filtru a kubaturního Rauch-Tung-Striebelova vyhlazovače, ovšem rozšířených pro účely řešení tzv. problému společného odhadu, který je definován jako simultánní odhad stavů a parametrů sekvenčním přístupem. Metoda je navržena především pro spojitě-diskrétní systémy a dosahuje přesného a stabilního řešení diskretizace modelu kombinací nelineárního (kubaturního) filtru s metodou lokální linearizace. Tato inverzní metoda je navíc doplněna adaptivním odhadem statistiky šumu měření a šumů procesu (tj. šumů neznámých stavů a parametrů). První část práce je zaměřena na inverzi modelu pouze jednoho časového průběhu; tj. na odhad neuronální aktivity z fMRI signálu. Druhá část generalizuje navrhovaný přístup a aplikuje jej na více časových průběhů za účelem umožnění odhadu parametrů propojení neuronálního modelu interakce; tj. odhadu efektivní konektivity. Tato metoda představuje inovační stochastické pojetí dynamického kauzálního modelování, což ji činí odlišnou od dříve představených přístupů. Druhá část se rovněž zabývá metodami Bayesovského výběru modelu a navrhuje techniku pro detekci irelevantních parametrů propojení za účelem dosažení zlepšeného odhadu parametrů. Konečně třetí část se věnuje ověření navrhovaného přístupu s využitím jak simulovaných tak empirických fMRI dat, a je významných důkazem o velmi uspokojivých výsledcích navrhovaného přístupu.
|
|
|
Texture Analysis of Ophthalmologic Images
Kaňka, Jan ; Odstrčilík, Jan (referee) ; Jan, Jiří (advisor)
This thesis is concerned with creating of software for textural analysis of retinal images by statistic method called co-occurrence matrices as possible alternative method to detection of lesion of retina by the glaucoma diseases. The Glaucoma diseases without well-timed diagnostics and consequential treatment leads to blindness. The retinal images captured by fundus camera are common, easily processable and modern devices are able to make images of 10 Mpix resolution and bigger, what specifies outputs of analytic software. Method of co-occurrence analysis is simple and effective statistic. But computing demandingness, showing up with growing objective quality, comming up as disadvantage.
|
|
|
Automatic segmentation of regions of interest in a human vertebra
Novosadová, Michaela ; Jan, Jiří (referee) ; Peter, Roman (advisor)
This bachelor´s thesis describes anatomy of the spine and the most frequent pathologies of the spine with focus on those tumour diseases, that affect more and more people today. The other part of the work describes theory of image registration. The aim of this thesis is to create an algorithm able to do automatic segmentation of regions of interest in human vertebra (body and posterior elements). This segmentation can simplify the classification of tumour diseases of the spine in the future. A solution was designed on the base of theoretical knowledge. This solution is based on registration of segmented models on original vertebrae. The thesis also describes the process of the solution. For easier understanding, the process of solution and the evaluation of results are added with number of graphs, images and tables.
|
|
|
Tissue characterisation in spectral CT data
Poláková, Veronika ; Jan, Jiří (referee) ; Jakubíček, Roman (advisor)
This bachelor thesis deals with tissue characterisation in virtual monoenergetic images (VMI). Firstly, literature survey presents spectral CT which allows reconstructing VMI. Secondly, statistical evaluation of tissue CT numbers was made for all energies of VMI which were reconstructed. It was found that with growing energy of VMI CT number increases or decreases with different steepness depending on a type of tissue. As a consequence, the suitable VMI offer better contrast resolution between selected pairs of tissues, which enables better tissue segmentation and classification in these images.
|
|
|
Software for patients and brain regions selection suitable for analysis of connectivity in fMRI
Slavíček, Tomáš ; Lamoš, Martin (referee) ; Jan, Jiří (advisor)
The aim of this thesis is to create an exploratory tool for functional magnetic resonance imaging data, which allows quickly and easily making a selection of persons and areas suitable for group analysis of connectivity. In the first chapters of this work is mentioned history of brain research and comparison of methods used in functional imaging. Next they are discussed the theoretical basis of fMRI methods, such as the formation of BOLD signal, acquisition parameters of MRI images and methods for designing experiments. The following chapter describes in detail the analysis of recorded data from the pre-processing to the interpretation of results. The last chapter of the first part describes problems of group analysis in SPM8 software. The second half of this work is dedicated to the description of developed program from data input to saving the results, including detailed descriptions of key features. In conclusion, there is a chapter characterizing the application of developed program on real data from clinical studies, including the results and evaluation of the usability of program. The program will mainly be used in neuroscience research.
|
|
|
CALIBRATION OF AN ULTRASONIC TRANSMISSIVE COMPUTED TOMOGRAPHY SYSTEM
Filipík, Adam ; Prof. Gemmeke (referee) ; Haindl,, Michal (referee) ; Jan, Jiří (advisor)
Tato dizertace je zaměřena na medicínskou zobrazovací modalitu – ultrazvukovou počítačovou tomografii – a algoritmy zlepšující kvalitu zobrazení, zejména kalibraci USCT přístroje. USCT je novou modalitou kombinující ultrazvukový přenos signálů a principy tomografické rekonstrukce obrazů vyvíjených pro jiné tomografické systémy. V principu lze vytvořit kvantitativní 3D obrazové objemy s vysokým rozlišením a kontrastem. USCT je primárně určeno pro diagnózu rakoviny prsu. Autor spolupracoval na projektu Institutu Zpracování dat a Elektroniky, Forschungszentrum Karlsruhe, kde je USCT systém vyvíjen. Jeden ze zásadních problémů prototypu USCT v Karlsruhe byla absence kalibrace. Tisíce ultrazvukových měničů se liší v citlivosti, směrovosti a frekvenční odezvě. Tyto parametry jsou navíc proměnné v čase. Další a mnohem závažnější problém byl v pozičních odchylkách jednotlivých měničů. Všechny tyto aspekty mají vliv na konečnou kvalitu rekonstruovaných obrazů. Problém kalibrace si autor zvolil jako hlavní téma dizertace. Tato dizertace popisuje nové metody v oblastech rekonstrukce útlumových obrazů, kalibrace citlivosti měničů a zejména geometrická kalibrace pozic měničů. Tyto metody byly implementovány a otestovány na reálných datech pocházejících z prototypu USCT z Karlsruhe.
|
|
|
Restoration of optical coherence tomography image data
Smékal, Ondřej ; Odstrčilík, Jan (referee) ; Jan, Jiří (advisor)
Restoration of image data has become an essential part of the processing of medical images obtained by any system. The same applies in the case of optical coherence tomography. The aim of this work is to study the first restoration methods. Second, the description of the data representation from optical coherence tomography and subsequent discussions that restoration methods based on deconvolution would potentially find application in processing of Optical coherence tomography. Finally, the third to create a program solution of the OCT data restoration process in MATLAB environment and followed by discussion of effectiveness of the presented solutions.
|
|
|
Texture analysis of retinal images oriented towards detection of neronal fibre layer
Gazárek, Jiří ; Jiřík, Radovan (referee) ; Jan, Jiří (advisor)
The thesis is focused on detection of local disappearance of the neural layer on retina in fundus-camera images. The first chapter describes the human eye physiology, the glaucoma disease and the analyzed data. The second chapter compares four different approaches that should enable automatic detection of a possible damage to the retinal neural layer. These four approaches have been tested and evaluated; three of them showed an acceptable correlation with the medical expert conclusions – the directional spectral approach, the edge based approach and the difference local brightness. The last approch via local co-occurrence matrices has not turned out to be informative with the respect to the issue concerned. Then a program for the automatic detection of the nerve fibre layer loss areas has been designed, realized and evaluated. This task is solved in the last chapter. A relatively good agreement between the medical expert conclusions and the conclusions detected automatically by this program has been reached.
|
|
|
Diseases diagnosing from the retina images for the digital image processing
Chmurová, Anna ; Jan, Jiří (referee) ; Taševský, Pavel (advisor)
This bachelor’s paper deals with the scanning of fundus using a fundus camera. It also contains the list of some retinal diseases which visibly appear on fundus. Moreover, every disease is illustrated with pictures showing the symptoms of the given disease. These pictures include separated RGB channel layers. Consequently, the pictures of fundus are filtrated by function created in MATLAB in order to make the symptoms as visible as possible.
|
guest ::
RSS feed.