FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / O auxÃlio ao diagnÃstico atravÃs da visualizaÃÃo de imagens mÃdicas vÃm sendo utilizado em diversas Ãreas da Medicina tais como pneumologia, cardiologia, traumatologia, neurologia, dentre outras. Na Ãrea da cardiologia, vÃrias aplicaÃÃes clÃnicas tÃm sido propostas para a anÃlise de doenÃas cardÃacas atravÃs da quantificaÃÃo e avaliaÃÃo da dessincronia ventricular esquerda durante a deformaÃÃo do mÃsculo cardÃaco (miocÃrdio). Existem, atualmente, duas tÃcnicas utilizadas na aferiÃÃo da deformaÃÃo miocÃrdica em duas dimensÃes: Doppler Tecidual (DT) e Strain 2D (St2D). A primeira tÃcnica possui desvantagens quanto à dependÃncia do Ãngulo de insonaÃÃo do transdutor durante o exame ecocardiogrÃfico, diminuindo a chance de reprodutibilidade do resultado das mediÃÃes entre especialistas. A segunda tÃcnica, recentemente introduzida e tambÃm chamada de Speckle Tracking, consiste no acompanhamento de marcadores acÃsticos naturais existentes na imagem produzida pelo ultrassom. Neste sentido, vÃ-se a importÃncia do estudo de tÃcnicas para rastrear esses marcadores acÃsticos. A presente dissertaÃÃo realiza uma anÃlise comparativa entre oito algoritmos de estimaÃÃo de deslocamento baseados na tÃcnica de Casamento de Blocos (CB) e trÃs algoritmos baseados na tÃcnica de Fluxo Ãptico (FO), que sÃo as duas atuais tÃcnicas amplamente citadas na literatura. A anÃlise à realizada mediante vÃdeos sintÃticos e vÃdeos mÃdicos de exames ecocardiogrÃficos. A avaliaÃÃo das tÃcnicas em vÃdeos sintÃticos à realizada quanto à trajetÃria e à deformaÃÃo. Jà a avaliaÃÃo em vÃdeos de exames ecocardiogrÃficos à realizada quanto Ãs curvas e taxas de deformaÃÃo. Na anÃlise da trajetÃria sÃo aplicadas duas mÃtricas de avaliaÃÃo das tÃcnicas: correlaÃÃo mÃdia e erro quadrÃtico mÃdio. Para a anÃlise das curvas e das taxas de deformaÃÃo a mÃtrica usada à o valor do erro quadrÃtico mÃdio em relaÃÃo à deformaÃÃo global (global strain) do miocÃrdio. Os resultados indicam que o desempenho idÃntico de alguns estimadores de deslocamento os reduzem de oito para seis algoritmos. A tÃcnica de CB mostra-se viÃvel para o rastreamento de marcas acÃsticas mas à dependente das dimensÃes adotadas nos blocos. Em relaÃÃo Ãs tÃcnicas de FO, o algoritmo de Lucas e Kanade Piramidal à o que obtÃm melhor resultado nos testes realizados, produzindo curvas de deformaÃÃo global com erro mÃdio de 0,47%, enquanto os valores de erro dos outros algoritmos de FO estÃo em torno de 10%. No caso, os erros dos estimadores de CB variam de 1% a 16%. / Aided diagnosis by visualization of medical images has been used in several medical fields such as pulmonology, cardiology, traumatology, neurology, and others. In cardiology, several clinical applications have been proposed for the analysis of heart disease by quantification and evaluation of ventricular dyssynchrony during deformation of the heart muscle (myocardium). There are currently two techniques used in the measurement of myocardial deformation in two dimensions: Tissue Doppler and 2D Strain. The first technique has drawbacks regarding the dependence on the angle of insonation of the transducer during the echocardiographic examination, which reduce the chance of reproducibility of measurements among experts. The second technique, recently introduced and also called Speckle Tracking, consists of tracking the natural acoustic markers in the image produced by ultrasound. In this sense we see the importance of studying techniques to track these acoustic markers. This thesis performs a comparative analysis of eight algorithms from time-delay estimators based on the block matching technique and three algorithms based on the optical flow technique, which are the two current techniques widely presented in the literature. The analysis is performed using synthetic videos and medical videos from echocardiographic examinations. The evaluation of the techniques in synthetic videos is performed on the trajectory and deformation. The assessment in echocardiographic videos is held regarding the strain curves and strain rates. In the analysis of the trajectory are applied two metrics for evaluating techniques: mean correlation and mean square error. For the analysis of strain curves and of strain rate the measure used is the value of the mean square error relative to global strain of myocardium. The results indicate that the identical performance of some estimators reduce the time-delay estimators from eight to six algorithms. The block matching technique appears to be a viable technique for tracking acoustic marks but is dependent on the dimensions adopted in the blocks. Regarding optical flow techniques, the Lucas and Kanade Pyramidal algorithm is the one which gets the best results in the tests performed herein and produce global strain curves average error of 0.47 %, while the error values of the other optical flow algorithms are around 10 %. In case, the block matching time-delay estimators errors vary from 1% to 16%.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:6322 |
| Date | 01 August 2012 |
| Creators | Thomaz Maia de Almeida |
| Contributors | Paulo CÃsar Cortez |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia de TeleinformÃtica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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