Un repaso de técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos.

1. Un repaso de técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos. Tutor: Pedro Real Jurado Gómez de las Cortinas Hortigón, Alonso Luque Franco, Esteban Recio Domínguez, David

2. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos Índice • Introducción. • Técnicas de extracción de vasos sanguíneos. • Detección de ramificaciones en vasos sanguíneos. • Aplicaciones en imágenes médicas. • Bibliografía. • Aplicación desarrollada.

3. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos 1. Introducción • La delineación de los vasos sanguíneos es un paso esencial en el diagnósticos. • Los algoritmos de la segmentación de los vasos son los componentes clave de los sistemas de diagnósticos radiológicos automáticos. • No hay un único método de segmentación que pueda extraer los vasos sanguíneos de cada modalidad de imagen médica. • Dependiendo de la calidad y el ruido de la imagen, algunos métodos de segmentación pueden requerir pre-pocesamiento.

4. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos Artículo • A Review of Vessel Extraction Techniques and Algorithms. • Publicado en Julio del 2004 • Autores • CEMIL KIRBAS (Instituto de Neurociencia Wallace-Kettering) • FRANCIS QUEK (Universidad Técnica de Virginia)

5. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos Descripción del Artículo • Vista general de las técnicas y algoritmos para la extracción de vasos. • Los algoritmos y las técnicas de segmentación de vasos. • Técnicas de reconocimiento de modelo. • Propuestas basadas en el modelo. • Propuestas basadas en la vía. • Propuestas basadas en inteligencia artificial. • Propuestas basadas en redes neuronales.

6. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos 2.1 Técnicas de reconocimiento de modelo • Detección de objetos, rasgos o características de una imagen. • Subcategoría: • Propuestas de escala múltiple. • Propuestas basadas en esqueletos. • Propuestas de región creciente. • Propuestas basadas en cadenas. • Propuestas basadas en diferencias geométricas. • Propuestas de filtros a juego. • Esquemas de morfología matemática.

7. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos 2.2 Propuestas de escala múltiple • Segmentación por variación de resoluciones. • Estructuras de vasos sanguíneos grandes son detectados con resoluciones bajas. • Las de vasos sanguíneos finos se detectan con resoluciones altas. • Alta velocidad de procesado. • Técnica de gran robustez.

8. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos 2.3 Propuestas basadas en esqueletos • Detección de la línea central. • Estructura de la línea central. • Algunos métodos: • Aplicar umbral y luego conectividad del objeto. • Seguido aplicar umbral por un procedimiento de disminución. • La base de extracción sobre la descripción gráfica.

9. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos 2.4 Propuestas basadas en el modelo • Los dividimos en cuatro categorías: • Modelos deformables • Modelos paramétricos • Plantillas de correspondencia • Cilindros genéricos

10. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos 2.5 Modelos paramétricos • Detectan las estructuras de vasos sanguíneos en angiografías 3D. • Método de escala múltiple. • Aplica esqueletización.

11. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos 3. Detección de ramificaciones vasos sanguíneos • Detección de las distintas ramificaciones que se producen en una imagen 3D de vasos sanguíneos.

12. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos 3. Detección de ramificaciones vasos sanguíneos • Una vez que se han detectado las distintas ramificaciones, distinguir cada una de ellas pintándolas de un color diferente.

13. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos 3.1 Problemas encontrados • Artículo muy extenso, sin explicar nada de forma concreta. • Dificultad para encontrar imágenes médicas en 3D de vasos sanguíneos. • No hay muchas librerías para el tratamiento de imágenes en 3D. (java 3D).

14. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos 3.1 Problemas encontrados • La aplicación utilizada es Voxelo. Desarrollada por: F. Javier Sánchez Pelaez (año 2005) • Limitaciones. • No hay librerías para trabajar con la representación de Voxelo. • Tamaño máximo de imagen de 64x64x64. • Máximo 256 colores. Herramienta externa (Permite llamar a un aplicación externa)

15. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos 3.2 Consideraciones • La imagen de entrada: • No presenta ruido. • Esta adelgazada (la imagen es de un pixel de ancho) • 26 - adyacencia

16. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos 3.3 Pasos del algoritmo: • Binarizamos la imagen. • Calculamos cuales son los puntos donde se produce una ramificación y los puntos finales. • Pintamos cada bifurcación de la imagen de un color diferente. • Reconstruimos la imagen engordándola.

17. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos 3.3 Pasos del algoritmo: • Binarizamos la imagen. Distinguir que vóxeles ha sido ya pintado y cuales no

18. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos 3.3 Pasos del algoritmo: 2) Calculamos cuales son los puntos donde se produce una ramificación y los puntos finales.

19. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos 3.3 Pasos del algoritmo: 3) Pintamos cada ramificación de la imagen de un color diferente.

20. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos 3.3 Pasos del algoritmo: 4) Reconstruimos la imagen engrosándola.

21. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos 4. Aplicaciones en imágenes médicas.

22. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos 4. Aplicaciones en imágenes médicas.

23. TD 41 - Técnicas y algoritmos de extracción de vasos sanguíneos 5. Bibliografía • A Review of Vessel Extraction Techniques and Algorithms • K. Krissian, G. Malandain, N. Ayache, R. Vaillant, and Y. Trousset, ``Model-based multiscale detection of 3d vessels'‘ 2004