Dissertação

{pt_PT=3D Fractional Order Image Processing for Cancer Detection} {} EVALUATED

{pt=Nesta dissertação, foi desenvolvida em Matlab uma aplicação de interface gráfica para a deteção e segmentação automática de metástases blásticas presentes em ossos ilíacos de pacientes com patologia oncológica em fase inicial pela análise de Tomografias Computorizadas da região da bacia para eventual monitorização de taxa de crescimento da região metastática. A aplicação desenvolvida serve de plataforma para o estudo da performance da aplicação de derivadas fracionárias em métodos de deteção de contornos com base em derivadas inteiras convencionais no ramo de imagiologia médica. Dois métodos foram desenvolvidos: a conversão do método de Canny para a deteção de contornos para admitir derivadas de ordem fracionária e o método CRONE (Contour Robuste d'Ordre Non Entier) baseado na aplicação de derivadas de ordem fracionária sobre a imagem. Estes dois métodos são aplicados a imagens tanto bi-dimensionais como tridimensionais, sendo os resultados comparados com os obtidos da aplicação da versão original do método de deteção de contornos proposto por Canny tentando determinar se há interesse no uso de derivadas de ordem fracionária em vez de inteiras na deteção e segmentação de regiões de interesse. Dos resultados obtidos, concluí-se que o uso de cálculo fracionário para a conversão do métodos de deteção de contornos baseados em derivadas inteiras melhoram a performance do métodos de deteção para ordens de derivada específicas, revelando o potencial deste campo de cálculo na resolução dos variados problemas de deteção de contornos., en=In this dissertation, a Matlab Graphical User Interface was developed for the automatic detection and segmentation of blastic metastasis present in iliac bones of early stage cancer pathology patients from the analysis of Computorized Tomography scans of the hip region for eventual monitorization of growth rate of the metastatic region. The developed GUI works as a platform for the study of performance comparison of the application of fractional derivatives in conventional integer edge detection methods in medical imagery. Two edge detection methods were developed: the conversion of the Canny edge detection method to take in fractional derivative orders and CRONE (Contour Robuste d'Ordre Non Entier) relying on the application of the fractional derivative on the image. These two methods are applied in both bi-dimensional and third-dimensional images and are compared to the integer original version of Canny's edge detection method checking whether or not there is interest in the use of fractional derivatives instead of integer ones in the detection and segmentation of regions of interest. From the results obtained, it was found that the use of fractional calculus for conversion of the integer derivative based edge detector does improve the performance of the detection methods for specific derivative orders revealing the potential of this calculus field in various edge detection problems.}
{pt=Tomografia Computorizada, Derivadas Fracionárias, Canny, CRONE, Metástases, en=Computorized Tomography, Fractional Derivatives, Canny, CRONE, Metastases}

Novembro 16, 2018, 9:0

Orientação

ORIENTADOR

Duarte Pedro Mata de Oliveira Valério

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

João Rogério Caldas Pinto

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado