Caracterização e modelagem de redes biológicas geográficas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2011
Autor(a) principal: Matheus Palhares Viana
Orientador(a): Luciano da Fontoura Costa
Banca de defesa: Luiz Antonio Baccala, André Carlos Ponce de Leon Ferreira de Carvalho, Alexandre Gonçalves Evsukoff, Roberto de Alencar Lotufo
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade de São Paulo
Programa de Pós-Graduação: Física
Departamento: Não Informado pela instituição
País: BR
Link de acesso: https://doi.org/10.11606/T.76.2011.tde-23052011-082033
Resumo: Nesta tese apresentamos uma metodologia de mapeamento capaz de gerar representações em termos de grafos para sistemas biológicos de conectividade complexa. Tais sistemas são inicialmente armazenados na forma de imagens digitais e em seguida submetidos a um pré-processamento com objetivo de padronizar as imagens. As imagens pré-processadas são então utilizadas para gerar modelos tridimensionais dos sistemas de interesse. Um algoritmo de propagação de rótulos é utilizado para extrair os esqueletos dos modelos volumétricos e estes esqueletos são por fim, representados por um grafo, composto por vértices e arestas. Os vértices e arestas desse grafo armazenam propriedades do sistema original, como posição, comprimento e diâmetro, bem como as características topológicas de tais sistemas. Finalmente, os grafos resultantes são estudados através da teoria das redes complexas, dentro de um contexto específico para cada sistema. Nossos procedimentos foram aplicados com sucesso a diferentes sistemas biológicos, como artérias caríotidas, árvores arteriais, estruturas mitocondriais e poros em amostras de solo.
id USP_dc374d216fd1c284021e57fa6392c233
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-23052011-082033
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str
spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis Caracterização e modelagem de redes biológicas geográficas Characterization and modelling of biological networks 2011-03-23Luciano da Fontoura CostaLuiz Antonio BaccalaAndré Carlos Ponce de Leon Ferreira de CarvalhoAlexandre Gonçalves EvsukoffRoberto de Alencar LotufoMatheus Palhares VianaUniversidade de São PauloFísicaUSPBR 3D visualization Biologic network Geographical network Graph theory Image processing Processamento de imagem Rede biológica Rede geográfica Teoria de grafo Visualização 3D Nesta tese apresentamos uma metodologia de mapeamento capaz de gerar representações em termos de grafos para sistemas biológicos de conectividade complexa. Tais sistemas são inicialmente armazenados na forma de imagens digitais e em seguida submetidos a um pré-processamento com objetivo de padronizar as imagens. As imagens pré-processadas são então utilizadas para gerar modelos tridimensionais dos sistemas de interesse. Um algoritmo de propagação de rótulos é utilizado para extrair os esqueletos dos modelos volumétricos e estes esqueletos são por fim, representados por um grafo, composto por vértices e arestas. Os vértices e arestas desse grafo armazenam propriedades do sistema original, como posição, comprimento e diâmetro, bem como as características topológicas de tais sistemas. Finalmente, os grafos resultantes são estudados através da teoria das redes complexas, dentro de um contexto específico para cada sistema. Nossos procedimentos foram aplicados com sucesso a diferentes sistemas biológicos, como artérias caríotidas, árvores arteriais, estruturas mitocondriais e poros em amostras de solo. In the present work, we developed a mapping methodology able to build a graph representation for biological branched systems. Initially, such systems are stored as digital images and then they undergo a pre-processing in order to standardize the images. The pre-processed imagens are used to build tridimensional models of the interested systems. A label-propagation algorithm is used to extract the skeleton from the volumetric models and these skeletons are then represented by a graph, composed by nodes and edges. The nodes and edges of these graphs store properties of the original system, such as spatial position, lengths and diameter, as well as the topological features of such systems. Finally, the graphs are studied by using the complex networks theory within a specific context for each system. Our procedures were apllied sucefully to different biological systems, such as carotid artery, arterial trees, mitocondrial structure and pores in soil samples. https://doi.org/10.11606/T.76.2011.tde-23052011-082033info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USP2023-12-21T19:57:42Zoai:teses.usp.br:tde-23052011-082033Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212016-07-28T16:10:29Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.pt.fl_str_mv Caracterização e modelagem de redes biológicas geográficas
dc.title.alternative.en.fl_str_mv Characterization and modelling of biological networks
title Caracterização e modelagem de redes biológicas geográficas
spellingShingle Caracterização e modelagem de redes biológicas geográficas
Matheus Palhares Viana
title_short Caracterização e modelagem de redes biológicas geográficas
title_full Caracterização e modelagem de redes biológicas geográficas
title_fullStr Caracterização e modelagem de redes biológicas geográficas
title_full_unstemmed Caracterização e modelagem de redes biológicas geográficas
title_sort Caracterização e modelagem de redes biológicas geográficas
author Matheus Palhares Viana
author_facet Matheus Palhares Viana
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Luciano da Fontoura Costa
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Luiz Antonio Baccala
dc.contributor.referee2.fl_str_mv André Carlos Ponce de Leon Ferreira de Carvalho
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Alexandre Gonçalves Evsukoff
dc.contributor.referee4.fl_str_mv Roberto de Alencar Lotufo
dc.contributor.author.fl_str_mv Matheus Palhares Viana
contributor_str_mv Luciano da Fontoura Costa
Luiz Antonio Baccala
André Carlos Ponce de Leon Ferreira de Carvalho
Alexandre Gonçalves Evsukoff
Roberto de Alencar Lotufo
description Nesta tese apresentamos uma metodologia de mapeamento capaz de gerar representações em termos de grafos para sistemas biológicos de conectividade complexa. Tais sistemas são inicialmente armazenados na forma de imagens digitais e em seguida submetidos a um pré-processamento com objetivo de padronizar as imagens. As imagens pré-processadas são então utilizadas para gerar modelos tridimensionais dos sistemas de interesse. Um algoritmo de propagação de rótulos é utilizado para extrair os esqueletos dos modelos volumétricos e estes esqueletos são por fim, representados por um grafo, composto por vértices e arestas. Os vértices e arestas desse grafo armazenam propriedades do sistema original, como posição, comprimento e diâmetro, bem como as características topológicas de tais sistemas. Finalmente, os grafos resultantes são estudados através da teoria das redes complexas, dentro de um contexto específico para cada sistema. Nossos procedimentos foram aplicados com sucesso a diferentes sistemas biológicos, como artérias caríotidas, árvores arteriais, estruturas mitocondriais e poros em amostras de solo.
publishDate 2011
dc.date.issued.fl_str_mv 2011-03-23
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://doi.org/10.11606/T.76.2011.tde-23052011-082033
url https://doi.org/10.11606/T.76.2011.tde-23052011-082033
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade de São Paulo
dc.publisher.program.fl_str_mv Física
dc.publisher.initials.fl_str_mv USP
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
publisher.none.fl_str_mv Universidade de São Paulo
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1786377084408430592

Registros relacionados