Detecção e análise automática do deslocamento vertical do osso hioide em sua amplitude máxima em exames de ultrassonografia da deglutição

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Silva, Arthur José Lopes da
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal da Paraíba
Brasil
Informática
Programa de Pós-Graduação em Informática
UFPB
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/33071
Resumo: Located below the mandible, the hyoid bone is present in the upper part of the neck and participates in essential human functions such as speech, swallowing and breathing. When swallowing, the hyoid bone simultaneously lifts and moves forward.The study of movement is of great importance, because if it is compromised and not performed correctly, it can lead to limitations for the individual and help to cause illnesses that compromise their routine.This study is usually based on an analysis of bone displacement, where healthcare professionals carry out the analysis without tools to automate this process. Because it is a small bone (about 42.04 millimeters) and it is moving, the quality of test results or diagnoses for the patient can be compromised. With this in mind, this study aims to evaluate the possibility of detecting and calculating the vertical displacement of the hyoid bone with the aid of deep learning object detection methods, using information from ultrasound scans of young adult patients swallowing water, saliva and pasty liquid, and, from this, develop a tool capable of assisting healthcare professionals. Training and then detection were carried out using YOLO version 7-tiny. Once detected, the vertical displacement of the hyoid bone was calculated using data from the ultrasound scan and information resulting from the detection, focusing on the maximum amplitude, i.e. from rest to the maximum peak of the displacement.After that, all the results were shown and evaluated according to precision and recall, obtaining values of 0.95 and 0.93 respectively, and also according to the displacement calculation, where they were compared to other results in the literature, of three comparisons made, two proved to be closer, in the swallowing of pasty liquid (12,22mm±3,63) x Chi-Fishman e Sonies (2002) (8,50mm±3,31) and liquid (10,33mm±5,77) x Yamazaki et al. (2017) (10,88mm±1,47). This study showed good accuracy in detecting the movement of the hyoid bone and an approximation in relation to the calculation of vertical displacement compared to the literature.
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Because it is a small bone (about 42.04 millimeters) and it is moving, the quality of test results or diagnoses for the patient can be compromised. With this in mind, this study aims to evaluate the possibility of detecting and calculating the vertical displacement of the hyoid bone with the aid of deep learning object detection methods, using information from ultrasound scans of young adult patients swallowing water, saliva and pasty liquid, and, from this, develop a tool capable of assisting healthcare professionals. Training and then detection were carried out using YOLO version 7-tiny. Once detected, the vertical displacement of the hyoid bone was calculated using data from the ultrasound scan and information resulting from the detection, focusing on the maximum amplitude, i.e. from rest to the maximum peak of the displacement.After that, all the results were shown and evaluated according to precision and recall, obtaining values of 0.95 and 0.93 respectively, and also according to the displacement calculation, where they were compared to other results in the literature, of three comparisons made, two proved to be closer, in the swallowing of pasty liquid (12,22mm±3,63) x Chi-Fishman e Sonies (2002) (8,50mm±3,31) and liquid (10,33mm±5,77) x Yamazaki et al. (2017) (10,88mm±1,47). This study showed good accuracy in detecting the movement of the hyoid bone and an approximation in relation to the calculation of vertical displacement compared to the literature.Localizado abaixo da mandíbula, o osso hioide está presente na parte superior do pescoço e participa de funções essenciais para o ser humano, como a fala, deglutição e respiração. Na deglutição, o osso hioide realiza uma elevação e um deslocamento para frente, simultaneamente. O estudo do seu movimento é de grande importância, pois, caso esteja comprometido e não seja realizado de maneira correta, pode gerar limitações ao indivíduo e auxiliar no aparecimento de doenças que comprometem a sua rotina. Tal estudo, geralmente, é feito a partir de uma análise do deslocamento do osso, onde os profissionais da saúde executam a análise sem ferramentas que automatizam esse processo. Por ser um osso de tamanho pequeno (com cerca de 42,04 milímetros) e em movimento, a qualidade do resultado dos exames ou diagnósticos para o paciente pode ser comprometida. Pensando nisso, o presente estudo tem como objetivo avaliar a possibilidade de detectar e calcular o deslocamento vertical do osso hioide com auxílio de métodos de detecção de objetos por meio de aprendizado profundo, através de informações provenientes dos exames de ultrassonografia de pacientes jovens adultos deglutindo água, saliva e líquido pastoso, e, a partir disso, desenvolver uma ferramenta capaz de auxiliar os profissionais da saúde. Foi realizado o treinamento e, posteriormente, a detecção utilizando YOLO na versão 7-tiny. Uma vez detectado, foi feito o cálculo do deslocamento vertical do osso hioide através de dados do exame de ultrassonografia e informações resultantes da detecção, tal cálculo teve o foco na amplitude máxima, ou seja, do repouso ao pico máximo do deslocamento. Após isso, todos os resultados foram mostrados e avaliados segundo precisão e revocação, obtendo valores de 0,95 e 0,93 respectivamente, e também segundo ao cálculo de deslocamento, onde foram comparados a outros resultados da literatura. De três comparações feitas, duas se mostraram mais próximas, nas deglutições de líquido pastoso (12,22mm±3,63) x Chi-Fishman e Sonies (2002) (8,50mm±3,31) e líquido (10,33mm±5,77) x Yamazaki et al. (2017) (10,88mm±1,47). O presente estudo mostrou uma boa precisão na detecção do movimento do osso hioide e uma aproximação em relação ao cálculo do deslocamento vertical comparado à literatura.Universidade Federal da ParaíbaBrasilInformáticaPrograma de Pós-Graduação em InformáticaUFPBRêgo, Thaís Gaudencio dohttp://lattes.cnpq.br/3166390632199101Silva, Arthur José Lopes da2025-01-15T21:56:07Z2024-02-222025-01-15T21:56:07Z2023-07-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/33071porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2025-01-16T06:07:50Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/33071Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| bdtd@biblioteca.ufpb.bropendoar:2025-01-16T06:07:50Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
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