Detecção automática do canal mandibular em tomografias computadorizadas de feixe cônico
| Ano de defesa: | 2022 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Centro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes Brasil UERJ Programa de Pós-Graduação em Saúde, Medicina Laboratorial e Tecnologia Forense |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23655 |
Resumo: | O canal mandibular é um conduto ósseo localizado no interior da mandíbula que transporta o feixe neurovascular alveolar inferior. Vários métodos disponíveis na literatura implementam a segmentação do canal, sendo estes métodos manuais ou baseados em aprendizado profundo, que são demorados ou demandam uma grande quantidade de dados, respectivamente. Neste trabalho, apresentamos um método computacional semiautomático para segmentação do canal mandibular em tomografias computadorizadas baseado em processamento de sinal. O método inicia-se com o corte axial localizado 10 mm acima da base da mandíbula, onde a mandíbula é bem delimitada, sendo possível definir um arco que a descreva. São obtidos cortes parassagitais, no qual o canal mandibular pode ser detectado como uma estrutura circular usando a transformação de Hough. Como o canal não é a única estrutura circular em tais planos, o usuário seleciona a estrutura referente ao canal, e a partir desta semente, a estrutura tridimensional do canal é definida, usando o algoritmo de crescimento de região em cada um dos cortes oblíquos. Neste estudo, o método proposto foi aplicado a 25 Tomografias computadorizadas de feixe conico (TCFCs) de diferentes pacientes (21 mulheres e 4 homens com idades entre 11 e 75 anos). Os volumes resultantes foram avaliados visualmente por especialistas, que observaram como apropriado é o volume obtido. Além disso, uma avaliação estatística também apontou a proximidade dos volumes obtidos pelos métodos e os definidos por especialistas (IoU médio: 0.79). A avaliação visual dos especialistas e a avaliação estatística demonstraram a precisão dos resultados alcançados pelo método. A segmentação apresentada neste trabalho consiste numa solução robusta, no sentido que os volumes obtidos são próximos estatisticamente dos volumes reais, além de inovar ao superar os principais desafios dos métodos anteriores: tempo, tamanho do banco de dados e experiência do operador. |
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Detecção automática do canal mandibular em tomografias computadorizadas de feixe cônicoAutomatic detection of the mandibular canal in cone-beam computed tomographyTomografia computadorizada de feixe cônico – MétodosCanal mandibular – Anatomia & histologiaAutomatizaçãoInteligência artificial – Aplicações médicasComputed TomographyMandibular canalAutomationArtificial intelligenceCIENCIAS DA SAUDE::ODONTOLOGIA::RADIOLOGIA ODONTOLOGICAO canal mandibular é um conduto ósseo localizado no interior da mandíbula que transporta o feixe neurovascular alveolar inferior. Vários métodos disponíveis na literatura implementam a segmentação do canal, sendo estes métodos manuais ou baseados em aprendizado profundo, que são demorados ou demandam uma grande quantidade de dados, respectivamente. Neste trabalho, apresentamos um método computacional semiautomático para segmentação do canal mandibular em tomografias computadorizadas baseado em processamento de sinal. O método inicia-se com o corte axial localizado 10 mm acima da base da mandíbula, onde a mandíbula é bem delimitada, sendo possível definir um arco que a descreva. São obtidos cortes parassagitais, no qual o canal mandibular pode ser detectado como uma estrutura circular usando a transformação de Hough. Como o canal não é a única estrutura circular em tais planos, o usuário seleciona a estrutura referente ao canal, e a partir desta semente, a estrutura tridimensional do canal é definida, usando o algoritmo de crescimento de região em cada um dos cortes oblíquos. Neste estudo, o método proposto foi aplicado a 25 Tomografias computadorizadas de feixe conico (TCFCs) de diferentes pacientes (21 mulheres e 4 homens com idades entre 11 e 75 anos). Os volumes resultantes foram avaliados visualmente por especialistas, que observaram como apropriado é o volume obtido. Além disso, uma avaliação estatística também apontou a proximidade dos volumes obtidos pelos métodos e os definidos por especialistas (IoU médio: 0.79). A avaliação visual dos especialistas e a avaliação estatística demonstraram a precisão dos resultados alcançados pelo método. A segmentação apresentada neste trabalho consiste numa solução robusta, no sentido que os volumes obtidos são próximos estatisticamente dos volumes reais, além de inovar ao superar os principais desafios dos métodos anteriores: tempo, tamanho do banco de dados e experiência do operador.The mandibular canal is a bony conduit located inside the mandible that carries the inferior alveolar neurovascular bundle. Several methods available in the literature implement channel segmentation, these being manual methods or based on deep learning, which are time consuming or demand a large amount of data, respectively. In this work, we present a semiautomatic computational method for segmentation of the mandibular canal in CT scans based on signal processing. The method begins with an axial cut located 10 mm above the base of the mandible, where the mandible is well delimited, making it possible to define an arc that describes it. Parasagittal slices are obtained, in which the mandibular canal can be detected as a circular structure using the Hough transformation. As the channel is not the only circular structure in such planes, the user selects the structure referring to the channel, and from this seed, the three-dimensional structure of the channel is defined, using the region growth algorithm in each of the oblique slices. In this study, the proposed method was applied to 25 Cone Beam Computed Tomography (CBCT) scans of different patients (21 women and 4 men aged between 11 and 75 years). The resulting volumes were visually evaluated by specialists, who noted how appropriate the volume obtained was. In addition, a statistical evaluation also pointed out the proximity of the volumes obtained by the methods and those defined by specialists (average IoU: 0.79). The specialists' visual evaluation and the statistical evaluation demonstrated the accuracy of the results achieved by the method. The segmentation presented in this work consists of a robust solution, in the sense that the volumes obtained are statistically close to the real volumes, in addition to innovating by overcoming the main challenges of previous methods: time, database size and operator experience.Universidade do Estado do Rio de JaneiroCentro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara GomesBrasilUERJPrograma de Pós-Graduação em Saúde, Medicina Laboratorial e Tecnologia ForenseNogueira Neto, José Firminohttp://lattes.cnpq.br/2851039552809762Massini, Nelsonhttp://lattes.cnpq.br/8789536987469302Faria, Marcelo Daniel Britohttp://lattes.cnpq.br/6605119257045083Dias, Bruno Santos de Barroshttp://lattes.cnpq.br/1584233760908345Oliveira, Larissa Aparecida Vaz2025-03-28T20:06:59Z2022-12-07info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfOLIVEIRA, Larissa Aparecida Vaz. Detecção automática do canal mandibular em tomografias computadorizadas de feixe cônico. 2022. 52 f. Dissertação (Mestrado em Saúde, Medicina Laboratorial e Tecnologia Forense) – Instituto de Biologia Roberto Alcântara Gomes, Rio de Janeiro, 2022.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23655porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJ2025-03-28T20:07:14Zoai:www.bdtd.uerj.br:1/23655Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032025-03-28T20:07:14Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false |
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