![Page 1: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/1.jpg)
FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS
PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA
Filipe Vernetti GiustiOrientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira
![Page 2: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/2.jpg)
Sumário• Introdução– Motivação– Objetivos
• Ferramenta Desenvolvida– Bibliotecas utilizadas– Segmentação– Extração de características– Cálculo de similaridade– GUI
• Resultados• Conclusão
![Page 3: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/3.jpg)
Introdução
• Exame de tomografia computadorizada• Motivação– Diagnóstico difícil– Altamente subjetivo
• Objetivos– Ferramenta
![Page 4: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/4.jpg)
Ferramenta Desenvolvida
• Bibliotecas utilizadas– ITK (Insight Segmentation and Registration
ToolKit)• C++• Ênfase em imagens médicas
– FANN (Fast Artificial Neural Network)• C• Bem documentada• Diversos bindings
![Page 5: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/5.jpg)
Ferramenta Desenvolvida
• Segmentação• Extração das características• Cálculo de similaridade
![Page 6: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/6.jpg)
Segmentação
• Threshold Adaptativo
![Page 7: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/7.jpg)
Segmentação
• Threshold Adaptativo
![Page 8: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/8.jpg)
Segmentação
• Remoção de ar
![Page 9: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/9.jpg)
Segmentação
• Limpeza– Quadrado 5x5 são pixels vizinhos– Se a soma dos vizinhos que representam o fundo
exceder em 2 ou +, o pixel torna-se fundo– Até 40 vezes
![Page 10: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/10.jpg)
Segmentação
• Limpeza
![Page 11: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/11.jpg)
Segmentação
• Eliminação de buracos– Operação morfológica de fechamento• Dilatação• Erosão
– Elemento estruturante - Círculo de raio 6 pixels– Pulmões próximos se juntam
![Page 12: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/12.jpg)
Segmentação
• Eliminação de buracos
![Page 13: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/13.jpg)
Segmentação
• Separação dos pulmões
![Page 14: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/14.jpg)
Segmentação
![Page 15: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/15.jpg)
Extração das características
• Matriz de co-ocorrência– Insensibilidade a rotação– Normalização
![Page 16: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/16.jpg)
Extração das características
• Características de Haralick usadas– Energia– Entropia– Momento diferencial inverso– Contraste– Correlação
![Page 17: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/17.jpg)
Cálculo de similaridade
• Rede neural artificial– Perceptron de múltiplas camadas pró-alimentado
![Page 18: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/18.jpg)
Cálculo de similaridade
• Rede neural artificial– Camada de entrada com 10 nodos• 2 vezes o número de características
– 2 camadas intermediárias uma com 11 e outra 13 nodos
– Função sigmóide• Mínimo - 0• Máximo – 1
![Page 19: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/19.jpg)
Cálculo de similaridade
• Rede neural artificial– Treinamento – Retro-propagação• Taxa de aprendizado – 0,2
– Resposta do usuário• Não relevante – 0• Neutro – 0,5• Relevante - 1
![Page 20: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/20.jpg)
GUI• Web• Modo normal e de avaliação
![Page 21: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/21.jpg)
GUI
![Page 22: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/22.jpg)
GUI
![Page 23: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/23.jpg)
Resultados
• Segmentação– Poucas imagens não tiveram os pulmões
separados em dois• Recuperação de imagens baseada em
conteúdo
![Page 24: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/24.jpg)
Conclusão
• Dificuldades encontradas– Documentação ITK– Má implementação do DICOM pelos aplicativos
livres– Dimensionamento da rede neural– Pouca variedade de imagens– Falta de médico para avaliação
![Page 25: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/25.jpg)
Conclusão
• Trabalhos futuros– Validar a ferramenta com um profissional da área– Acesso ao laudo das imagens retornadas– Portar a ferramenta para outros S.O.– Utilizar outro conjunto de características– Modularizar a ferramenta– Utilizar outras topologias de redes neurais
artificiais
![Page 26: FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Filipe Vernetti Giusti Orientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022070507/5706384a1a28abb8238f50d8/html5/thumbnails/26.jpg)
FERRAMENTA PARA AUXÍLIO AO DIAGNÓSTICO DE IMAGENS
PULMONARES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA
Filipe Vernetti GiustiOrientador: Prof. Dr. Lucas Ferrari Oliveira