Σύστημα ανίχνευσης και ανάλυσης του λιπώδους ιστού από θερμικές εικόνες
Στη σημερινή εποχή όπου κυριαρχεί η αυτοματοποίηση των διαδικασιών, η όραση υπολογιστών και η ψηφιακή επεξεργασία εικόνας έρχονται να δώσουν λύση σε πολλά προβλήματα που απασχολούν τον τομέα της ιατρικής. Τα τελευταία χρόνια αναπτύσσονται διαρκώς νέοι αλγόριθμοι αυτόματης επεξεργασίας και ανάλυσης...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2019
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/11888 |
| id |
nemertes-10889-11888 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Ψηφιακή επεξεργασία εικόνων Θερμικές εικόνες Αλγόριθμοι συσταδοποίησης Γεωμετρικά χαρακτηριστικά Ανατομικά χαρακτηριστικά Φαιός λιπώδης ιστός Λευκός λιπώδης ιστός 616.075 4 Digital image processing Thermal images Clustering algorithms Geometric features Anatomical features Brown adipose tissue White adipose tissue |
| spellingShingle |
Ψηφιακή επεξεργασία εικόνων Θερμικές εικόνες Αλγόριθμοι συσταδοποίησης Γεωμετρικά χαρακτηριστικά Ανατομικά χαρακτηριστικά Φαιός λιπώδης ιστός Λευκός λιπώδης ιστός 616.075 4 Digital image processing Thermal images Clustering algorithms Geometric features Anatomical features Brown adipose tissue White adipose tissue Δαφνής, Κωνσταντίνος-Ραφαήλ Σύστημα ανίχνευσης και ανάλυσης του λιπώδους ιστού από θερμικές εικόνες |
| description |
Στη σημερινή εποχή όπου κυριαρχεί η αυτοματοποίηση των διαδικασιών, η όραση υπολογιστών και η ψηφιακή επεξεργασία εικόνας έρχονται να δώσουν λύση σε πολλά προβλήματα που απασχολούν τον τομέα της ιατρικής. Τα τελευταία χρόνια αναπτύσσονται διαρκώς νέοι αλγόριθμοι αυτόματης επεξεργασίας και ανάλυσης ιατρικών εικόνων με σκοπό να δώσουν νέες λύσεις στη πρόγνωση, διάγνωση και θεραπεία ασθενειών, καθώς επίσης και τη γενικότερη βελτίωση των συνθηκών διαβίωσης του ανθρώπου. Στο πλαίσιο αυτής της διπλωματικής εργασίας, έχει μελετηθεί η προσπάθεια ανίχνευσης του λιπώδους ιστού των πειραματικών μοντέλων με επεξεργασία θερμικών εικόνων. Σε αντίθεση με την μέχρι τώρα προσέγγιση του προβλήματος, η συγκεκριμένη μέθοδος αποτελεί μία μη επεμβατική προσπάθεια απεικόνισης της θερμικής δραστηριότητας του λιπώδους ιστού. Έρευνες έχουν δείξει πως η έκθεση των πειραματόζωων σε περιβάλλον χαμηλής θερμοκρασίας, οδηγεί σε ενεργοποίηση του φαιού λιπώδους ιστού και στη φαιοποίηση του λευκού λιπώδους ιστού, με αποτέλεσμα τη θερμογένεση, την ομαλοποίηση της ανοχής τους στη γλυκόζη και την μείωση του σωματικού τους βάρους. Επομένως, ένα σύστημα μη επεμβατικής παρακολούθησης της δραστηριότητας του λιπώδους ιστού θα μπορούσε να συνεισφέρει στη μακροχρόνια ανάλυση της συμπεριφοράς των ιστών και τη συλλογή δεδομένων με σκοπό την παραγωγή νέων φαρμάκων για την καταπολέμηση της παχυσαρκίας και του διαβήτη. Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται ένα σύστημα αυτόματης ανίχνευσης και ανάλυσης του λιπώδους ιστού σε πειραματικά δεδομένα με χρήση θερμικών εικόνων. Ο αλγόριθμος που αναπτύχθηκε βασίζεται σε τεχνικές συσταδοποίησης για την κατάτμηση της εικόνας και τη χρήση γεωμετρικών και ανατομικών χαρακτηριστικών των πειραματόζωων με σκοπό την εξαγωγή της περιοχής ανίχνευσης του λιπώδους ιστού για την παρακολούθηση της θερμικής του δραστηριότητας. Το σύστημα ανιχνεύει τοπικά μέγιστα θερμοκρασιών στις περιοχές του λιπώδους ιστού ώστε να αποφανθούμε για την ενεργοποίησή του θερμικά. Για το πειραματικό μέρος της διπλωματικής εργασίας και τη λήψη των θερμικών εικόνων χρησιμοποιήθηκε εξοπλισμός του εργαστηρίου Ψηφιακής Επεξεργασίας Σημάτων και Τηλεπικοινωνιών του Τμήματος Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής του Πανεπιστημίου Πατρών και συγκεκριμένα η θερμική κάμερα FLIR E-60. Η λήψη των εικόνων των ποντικών πραγματοποιήθηκε στο εργαστήριο Φαρμακολογίας της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Επιπλέον χρησιμοποιήθηκε το περιβάλλον MATLAB για την δημιουργία του συστήματος και της γραφικής διεπαφής του χρήστη. |
| author2 |
Σκόδρας, Αθανάσιος |
| author_facet |
Σκόδρας, Αθανάσιος Δαφνής, Κωνσταντίνος-Ραφαήλ |
| format |
Thesis |
| author |
Δαφνής, Κωνσταντίνος-Ραφαήλ |
| author_sort |
Δαφνής, Κωνσταντίνος-Ραφαήλ |
| title |
Σύστημα ανίχνευσης και ανάλυσης του λιπώδους ιστού από θερμικές εικόνες |
| title_short |
Σύστημα ανίχνευσης και ανάλυσης του λιπώδους ιστού από θερμικές εικόνες |
| title_full |
Σύστημα ανίχνευσης και ανάλυσης του λιπώδους ιστού από θερμικές εικόνες |
| title_fullStr |
Σύστημα ανίχνευσης και ανάλυσης του λιπώδους ιστού από θερμικές εικόνες |
| title_full_unstemmed |
Σύστημα ανίχνευσης και ανάλυσης του λιπώδους ιστού από θερμικές εικόνες |
| title_sort |
σύστημα ανίχνευσης και ανάλυσης του λιπώδους ιστού από θερμικές εικόνες |
| publishDate |
2019 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/11888 |
| work_keys_str_mv |
AT daphnēskōnstantinosraphaēl systēmaanichneusēskaianalysēstoulipōdousistouapothermikeseikones AT daphnēskōnstantinosraphaēl adiposetissuedetectionandanalysissystemusingthermalimages |
| _version_ |
1799945001171419136 |
| spelling |
nemertes-10889-118882022-09-06T05:14:33Z Σύστημα ανίχνευσης και ανάλυσης του λιπώδους ιστού από θερμικές εικόνες Adipose tissue detection and analysis system using thermal images Δαφνής, Κωνσταντίνος-Ραφαήλ Σκόδρας, Αθανάσιος Dafnis, Konstantinos-Rafail Δερματάς, Ευάγγελος Ψηφιακή επεξεργασία εικόνων Θερμικές εικόνες Αλγόριθμοι συσταδοποίησης Γεωμετρικά χαρακτηριστικά Ανατομικά χαρακτηριστικά Φαιός λιπώδης ιστός Λευκός λιπώδης ιστός 616.075 4 Digital image processing Thermal images Clustering algorithms Geometric features Anatomical features Brown adipose tissue White adipose tissue Στη σημερινή εποχή όπου κυριαρχεί η αυτοματοποίηση των διαδικασιών, η όραση υπολογιστών και η ψηφιακή επεξεργασία εικόνας έρχονται να δώσουν λύση σε πολλά προβλήματα που απασχολούν τον τομέα της ιατρικής. Τα τελευταία χρόνια αναπτύσσονται διαρκώς νέοι αλγόριθμοι αυτόματης επεξεργασίας και ανάλυσης ιατρικών εικόνων με σκοπό να δώσουν νέες λύσεις στη πρόγνωση, διάγνωση και θεραπεία ασθενειών, καθώς επίσης και τη γενικότερη βελτίωση των συνθηκών διαβίωσης του ανθρώπου. Στο πλαίσιο αυτής της διπλωματικής εργασίας, έχει μελετηθεί η προσπάθεια ανίχνευσης του λιπώδους ιστού των πειραματικών μοντέλων με επεξεργασία θερμικών εικόνων. Σε αντίθεση με την μέχρι τώρα προσέγγιση του προβλήματος, η συγκεκριμένη μέθοδος αποτελεί μία μη επεμβατική προσπάθεια απεικόνισης της θερμικής δραστηριότητας του λιπώδους ιστού. Έρευνες έχουν δείξει πως η έκθεση των πειραματόζωων σε περιβάλλον χαμηλής θερμοκρασίας, οδηγεί σε ενεργοποίηση του φαιού λιπώδους ιστού και στη φαιοποίηση του λευκού λιπώδους ιστού, με αποτέλεσμα τη θερμογένεση, την ομαλοποίηση της ανοχής τους στη γλυκόζη και την μείωση του σωματικού τους βάρους. Επομένως, ένα σύστημα μη επεμβατικής παρακολούθησης της δραστηριότητας του λιπώδους ιστού θα μπορούσε να συνεισφέρει στη μακροχρόνια ανάλυση της συμπεριφοράς των ιστών και τη συλλογή δεδομένων με σκοπό την παραγωγή νέων φαρμάκων για την καταπολέμηση της παχυσαρκίας και του διαβήτη. Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται ένα σύστημα αυτόματης ανίχνευσης και ανάλυσης του λιπώδους ιστού σε πειραματικά δεδομένα με χρήση θερμικών εικόνων. Ο αλγόριθμος που αναπτύχθηκε βασίζεται σε τεχνικές συσταδοποίησης για την κατάτμηση της εικόνας και τη χρήση γεωμετρικών και ανατομικών χαρακτηριστικών των πειραματόζωων με σκοπό την εξαγωγή της περιοχής ανίχνευσης του λιπώδους ιστού για την παρακολούθηση της θερμικής του δραστηριότητας. Το σύστημα ανιχνεύει τοπικά μέγιστα θερμοκρασιών στις περιοχές του λιπώδους ιστού ώστε να αποφανθούμε για την ενεργοποίησή του θερμικά. Για το πειραματικό μέρος της διπλωματικής εργασίας και τη λήψη των θερμικών εικόνων χρησιμοποιήθηκε εξοπλισμός του εργαστηρίου Ψηφιακής Επεξεργασίας Σημάτων και Τηλεπικοινωνιών του Τμήματος Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής του Πανεπιστημίου Πατρών και συγκεκριμένα η θερμική κάμερα FLIR E-60. Η λήψη των εικόνων των ποντικών πραγματοποιήθηκε στο εργαστήριο Φαρμακολογίας της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Επιπλέον χρησιμοποιήθηκε το περιβάλλον MATLAB για την δημιουργία του συστήματος και της γραφικής διεπαφής του χρήστη. In this age of automated processes, computer vision and digital image processing provide the solution to a great number of problems regarding medical and biological issues. Recently, there is an increased development of the automated medical image analysis and processing algorithms, in order to find new, accurate methods in prognosis, diagnosis and treatment of diseases that generally help to improve the living conditions of human beings. This thesis focuses on the analysis and processing of thermal images resulting from experiments conducted on mice in order to detect the activity of brown and white adipose tissue. Unlike other approaches on this subject, the proposed method in this thesis is a non-invasive attempt to visualize the thermal activity of adipose tissue. Research has shown that exposure of mice in a low temperature environment leads to activation of brown adipose tissue and the adoption of brown adipose tissue features from the white adipose tissue, which implies in thermogenesis, normalization of their glucose tolerance and reduction in body weight. Therefore, a system of non-invasive monitoring of adipose tissue activity could contribute to long-term analysis of tissue behavior and data collection to produce new drugs to combat obesity and diabetes. In this thesis we present a system for automatic detection and analysis of adipose tissue in experimental data using thermal images. The algorithm that we developed is based on clustering techniques for image segmentation and the use of geometric and anatomical features of mice in order to extract the adhesion domain of adipose tissue to monitor its thermal activity. The system detects locally maximum temperatures in the regions of adipose tissue to decide on thermal activation. For the experimental process of this diploma thesis and the acquisition of the thermal images, we exploited the equipment of the Digital Signal Processing and Telecommunications Laboratory of the Department of Computer Engineering and Informatics of the University of Patras and specifically the FLIR E-60 thermal camera. The thermal images acquisition of mice took place at the Pharmacology Laboratory of the Medical School of the University of Patras. Additionally, the MATLAB environment was used to create the user's system and graphical user interface. 2019-02-01T18:17:41Z 2019-02-01T18:17:41Z 2018-10-11 Thesis http://hdl.handle.net/10889/11888 gr 0 application/pdf |
