Modelovanie a kvantitatívna analýza dynamiky mechanických vlastností umelého cievneho systému

Abstract

Cílem této diplomové práce je analýza, modelování a kvantitativní zhodnocení dynamiky umělého cévního systému. Analýza zahrnuje využití algoritmů pro detekci cévy z videozáznamu. V práci jsou implementované segmentační algoritmy s využitím metod nárustu oblastí, fuzzy měkkého prahování a Otsu prahování. Komparativní analýzou jsou segmentace objektivně porovnané se zlatým standardem. Výsledky této analýzy byly základem pro vytvoření optimálního segmentačního modelu cévního systému z videa. V rámci práce jsou extrahované geometrické parametry cévy (plocha, obvod, tloušťka, vlnitost) popisující její mechanické vlastnosti. Následně jsou vypočítané korelační koeficienty vyjadřující míru závislosti mezi příznaky z videa a průběhem tlakové křivky z externího senzoru. Práce taktéž obsahuje grafické uživatelské prostředí k demonstraci segmentace a extrakce příznaků z videa.

The aim of this diploma thesis is analysis, modeling and quantitative evaluation of the dynamics of the artificial blood vessel system. The analysis contains the use of algorithms to detect a vessel from a video. The thesis implements segmentation algorithms with using methods of region growing, fuzzy soft thresholding and Otsu thresholding. The segmentation are objectively compared with the gold standard by comparative analysis. The results of this analysis were the basis for creation of optimal segmentation model of the vessel system from the video. Within the thesis were extracted geometric parameters of the blood vessel (area, perimeter, corrugation, thickness) describing its mechanical properties. Subsequently, correlation coefficients were calculated expressing degree of dependence between features from the video and course of the pressure curve from external sensor. The thesis also includes a graphical user interface to demonstrate the segmentation and features extraction from video.