Dissertação
{en_GB=WebCam based optical Tracker for free-hand ultrasound} {} EVALUATED
{pt=O objectivo desta dissertação consiste no desenvolvimento de um localizador espacial, baseado numa webcam e num marcador fixado numa sonda de ultrasons, capaz de determinar as diferentes posições e orientações de uma sequência de imagens 2D adquiridas pela sonda, para uma reconstrução tridimensional da bifurcação da carótida e de placas aterosclerótidas. A aterosclerose da carótida é uma das principais causas de morte e de incapacidade física/mental em todo o mundo. Os métodos de diagnóstico mais comuns baseiam-se em medições unidimensionais e de área da placa, utilizando imagens de sonografia 2D. Apesar de apresentarem resultados comprovados, estudos sugerem que uma avaliação tridimensional poderá levar a um diagnóstico mais completo. O método free-hand de ultra-sons é uma solução corrente que visa a reconstrução 3D utilizando imagens bidimensionais. No entanto, os sistemas baseados neste método são normalmente dispendiosos. Esta tese propõe um sistema alternativo para reconstrução 3D da carótida utilizando imagens 2D de ultrasons que visa ultrapassar os elevados custos. A técnica proposta baseia-se numa webcam que adquire imagens de um marcador fixo na sonda durante o exame de sonografia da carótida. O processamento off-line das imagens do marcador permite determinar a sua localização em relação à câmara, assim como a posição e orientação das imagens 2D de ultrasons com elas sincronizadas. O processamento de múltiplas imagens permite completar a reconstrução 3D. Para distâncias do marcador à camera relativamente curtas, o sistema proposto obtém um erro médio absoluto de cerca de 0.5mm. Este erro aumenta aproximadamente 0.5mm para cada 5cm de distância adicional. , en=The aim of this work is to develop a spatial locator, based on a webcam, and a marker secured to an ultrasound probe, capable of determining the different positions and orientations of 2D image a sequences acquired by the probe for three-dimensional carotid bifurcation and atherosclerotic plates reconstruction. Carotid Atherosclerosis is a major death cause and of physical/mental disability worldwide. The most common diagnostic methods are based on unidimensional measurements and in the plate area, using 2D ultrasound images. Despite having proven results, studies suggest that a three-dimensional evaluation may lead to a more complete diagnosis. The method free-hand of ultrasound is a current solution which aims 3D reconstruction using two-dimensional images. However, the systems based on this method are often costly. This thesis proposes an alternative system for 3D reconstruction of the carotid using 2D ultrasound images that aims to overcome the high costs. The proposed technique is based on a standard webcam that acquires images of a fixed marker on the probe during ultrasound examination of the carotid artery. The processing offline of images of the marker allows to determine its location in relation to the camera, as well as the position and orientation of the ultrasound 2D images synchronized with them. The processing of multiple images allows to complete the 3D reconstruction. For relatively short distances from the marker to the camera, the proposed system obtains an average absolute error of about 0.5mm. This error increases by approximately 0.5mm for each 5cm further away. }
junho 29, 2015, 10:0
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