Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/59387
Tipo: Dissertação
Título: Redes Volumétricas Totalmente Convolucionais em Cascata para Segmentação 3D de todo o Coração e Grande Vaso
Autor(es): Ivo, Roberto Fernandes
Orientador: Rebouças Filho, Pedro Pedrosa
Palavras-chave: Segmentação em cascata;V-Net;Doença cardíaca congênita
Data do documento: 2021
Citação: IVO, Roberto Fernandes. Redes volumétricas totalmente convolucionais em cascata para segmentação 3D de todo o coração e grande vaso. 2021. 48 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Teleinformática, Fortaleza, 2021
Resumo: A ausência de câmaras cardíacas, orifícios no coração e/ou conexões anormais vem causando a morte de centenas de pessoas todos os anos. Desta forma, as decisões tomadas pela equipe clínica envolvida no diagnóstico e tratamento para doenças cardíacas congênitas (DCC) devem ser consistentes. Nos casos de DCC, faz-se necessário, portanto, um sistema que seja capaz de segmentar todo o coração e grandes vasos sanguíneos em três dimensões (3D) de maneira eficiente, rápida e precisa. Assim, esta dissertação propõe sanar essa problemática utilizando redes volumétricas totalmente convolucionais em cascata, nomeadamente com o uso de duas Redes Volumétricas de Convolução Total (V-Net) em sequência. A primeira rede visa localizar a região cardíaca, enquanto a segunda segmenta as subestruturas da região cardíaca e dos grandes vasos. Ambas as redes foram treinadas com o conjunto de dados de 2016 do MICCAI Workshop on Whole-Heart and Great Vessel Segmentation of 3D Cardiovascular MRI in Congenital Heart Disease (HVSMR). Os resultados experimentais mostraram que o método proposto apresenta um potencial promissor na tomada de decisão em casos de DCC (a partir de imagens de ressonância magnética). A abordagem proposta obteve em média 98,15% para acurácia, 94,89% para precisão, 98,81% para coeficiente de especificidade, 94,27% para coeficiente de sensibilidade, 93,24% para coeficiente de Matthews, 80,65% para índice de Jaccard, 94,20% para coeficiente de Dice e 1,61mm para a distância de Hausdorff. O método proposto possibilitou a visualização e interação do volume segmentado em 3D, que poderá contribuir como recurso de suporte a decisões médicas associados a melhores resultados nas análises estruturais do coração em conjunto com a rede circulatória.
Abstract: The absence of cardiac chambers, holes in the heart and abnormal connections cause the death of hundreds of people every year. The clinical team involved in the diagnosis and treatment decisions for congenital heart disease (CHD) must be consistent in their choices. Therefore, in cases of CHD there is a need for a system that is capable of segmenting the whole heart and large blood vessels in 3D efficiently, quickly, and accurately. This article proposes to fill this need by using Cascaded Volumetric Fully Convolutional Networks. The approach proposes the use of two Volumetric Fully Convolution Networks (V-Net) in sequence. The first network aims at locating the cardiac region, while the second segment the substructures of the cardiac area and the great vessels. Both networks are trained with the 2016 data set from the MICCAI Workshop on Whole-Heart and Great Vessel Segmentation of 3D Cardiovascular MRI in Congenital Heart Disease (HVSMR). The experimental results show that the proposed method has a promising potential in decision-making in CHD cases (from MR images). The approach obtained on average 98.15 % for Accuracy, 94.89 % for Precision, 98.81 % for Specificity Coefficient, 94.27 % for Sensitivity Coefficient, 93.24 % for Matthews Coefficient, 80.65 % for Jaccard Index, 94.20 % for Dice Coefficient, and 1.61 for the Hausdorff Distance. The proposed method enables the visualization and iteration of the segmented volume in 3D so that the doctor can analyze the entire structure of the heart along with the circulatory network.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/59387
Aparece nas coleções:DETE - Dissertações defendidas na UFC

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
2021_dis_rfivo.pdf6,63 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.