Proposta e avaliação de um método de segmentação para Alberta Stroke Program Early CT Score

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Brito, Rafael de Freitas
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 de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
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.ufu.br/handle/123456789/32492
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.5524
Resumo: Stroke is one of the leading causes of death and impairment in the world, affecting specially the population of low and middle income countries. The Alberta Stroke Program Early CT Score (ASPECTS) is a score that quantifies the extent of early ischemic changes in stroke victims' tomographies, being widely used as a prognostics and patient selection tool. ASPECTS, however, lacks reliability (low interrater agreement), such that methods for assisted and even automated diagnostics might improve its reliability, and therefore stroke care. Many automated ASPECTS evaluation tools have already been developed, both in an academic and comercial context, and although all of them utilize some sort of region segmentation method, segmentation is often mentioned very briefly or not even discussed in ASPECTS' studies. Given that gap in literature, this study aims to present and evaluate an ASPECTS region segmentation algorithm, with public libraries and databases. The algorithm here presented is divided in four steps: pre-processing, global registration, local registration and visualization/evaluation, and was evaluated in both quantitative and qualitative terms. For the quantitative evaluation, the method obtained a mean Dice coeficient of 0.6587 with a 0.0595 standard deviation and a mean Hausdorff distance of 14.3903 with a standard deviation of 4.4366 for all 10 computed tomographies evaluated. The qualitative evaluation was done through the subjective evaluation of a neurologist (0 to 10), and resulted in a mean score of 8.44 with a standard deviation of 0.726. Although the method presented satisfying results, it can still be improved, using post-processing techniques, for exemple. It's also important that the method is tested in a larger number of tomographies, to improve its robustness.
id UFU_a8cce79f7b8e687fde537b7c8ce23ecc
oai_identifier_str oai:repositorio.ufu.br:123456789/32492
network_acronym_str UFU
network_name_str Repositório Institucional da UFU
repository_id_str
spelling Proposta e avaliação de um método de segmentação para Alberta Stroke Program Early CT ScoreProposal and evaluation of a segmentation method for Alberta Stroke Program Early CT ScoreAcidente Vascular CerebralAlberta Stroke Program Early CT ScoreDiagnóstico AssitidoProcessamento Digital de ImagensRegistro de AtlasTomografia ComputadorizadaStroke,Alberta Stroke Program Early CT ScoreAssisted DiagnosisDigital Image ProcessingAtlas RecordingTomography computerizedCNPQ::ENGENHARIASEngenharia elétricaStroke is one of the leading causes of death and impairment in the world, affecting specially the population of low and middle income countries. The Alberta Stroke Program Early CT Score (ASPECTS) is a score that quantifies the extent of early ischemic changes in stroke victims' tomographies, being widely used as a prognostics and patient selection tool. ASPECTS, however, lacks reliability (low interrater agreement), such that methods for assisted and even automated diagnostics might improve its reliability, and therefore stroke care. Many automated ASPECTS evaluation tools have already been developed, both in an academic and comercial context, and although all of them utilize some sort of region segmentation method, segmentation is often mentioned very briefly or not even discussed in ASPECTS' studies. Given that gap in literature, this study aims to present and evaluate an ASPECTS region segmentation algorithm, with public libraries and databases. The algorithm here presented is divided in four steps: pre-processing, global registration, local registration and visualization/evaluation, and was evaluated in both quantitative and qualitative terms. For the quantitative evaluation, the method obtained a mean Dice coeficient of 0.6587 with a 0.0595 standard deviation and a mean Hausdorff distance of 14.3903 with a standard deviation of 4.4366 for all 10 computed tomographies evaluated. The qualitative evaluation was done through the subjective evaluation of a neurologist (0 to 10), and resulted in a mean score of 8.44 with a standard deviation of 0.726. Although the method presented satisfying results, it can still be improved, using post-processing techniques, for exemple. It's also important that the method is tested in a larger number of tomographies, to improve its robustness.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoDissertação (Mestrado)Acidente Vascular Cerebral (AVC) é uma das principais causas de morte e incapacitação no mundo, afetando em especial a população dos países de renda baixa e média. A Alberta Stroke Program Early CT Score (ASPECTS) é uma pontuação que quantifica a extensão das alterações isquêmicas em tomografias de vítimas de AVC, sendo amplamente utilizada como ferramenta de prognóstico e seleção de pacientes para tratamento da doença. Essa pontuação, no entanto, não é muito confiável (baixa concordância entre avaliadores), de modo que métodos de diagnóstico assistido, ou até mesmo automático, podem melhorar sua confiabilidade, e por consequência o tratamento da doença. Algumas ferramentas de avaliação automática de ASPECTS já foram desenvolvidas, tanto em contexto acadêmico, quanto em contexto comercial, e embora todas utilizem algum método de segmentação de regiões, essa etapa não é muito explorada nos trabalhos, sendo discutida nos trabalhos somente de forma superficial. Dado esse gap na literatura, o estudo aqui apresentado busca apresentar e avaliar um algoritmo de segmentação das regiões de ASPECTS, utilizando bases de tomografias e bibliotecas públicas. O método apresentado é dividido em quatro etapas: pré-processamento, registro global, registro local e visualização/avaliação, e foi avaliado de forma quantitativa e qualitativa. Na avaliação quantitativa obteve-se um coeficiente de Dice médio de 0.6587, com desvio de 0.0595 e uma distância de Hausdorff média de 14.3903, com desvio de 4.4366 para as 10 tomografias avaliadas. Já na avaliação qualitativa, feita através da avaliação subjetiva (0 a 10) de um neurologista, obteve-se um escore médio de 8.44 com desvio de 0.726. Embora tenha apresentado resultados satisfatórios, o método desenvolvido ainda pode ser refinado, utilizando-se técnicas de pós-processamento, por exemplo. É importante também que o mesmo seja testado em um número maior de tomografias, a fim de aumentar a robustez dos resultados obtidos.Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Engenharia ElétricaVeiga, Antônio Cláudio Paschoarellihttp://lattes.cnpq.br/2835416571685218Destro Filho, João Batistahttp://lattes.cnpq.br/4173410222083256Saito, José Hirokihttp://lattes.cnpq.br/7065615446493390Brito, Rafael de Freitas2021-07-20T16:20:28Z2021-07-20T16:20:28Z2021-05-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBRITO, Rafael de Freitas. Proposta e avaliação de um método de segmentação para Alberta Stroke Program Early CT Score. 2021. 74 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. Disponível em: http://lattes.cnpq.br/2835416571685218https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32492http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.5524porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2021-07-21T06:19:50Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/32492Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2021-07-21T06:19:50Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
dc.title.none.fl_str_mv Proposta e avaliação de um método de segmentação para Alberta Stroke Program Early CT Score
Proposal and evaluation of a segmentation method for Alberta Stroke Program Early CT Score
title Proposta e avaliação de um método de segmentação para Alberta Stroke Program Early CT Score
spellingShingle Proposta e avaliação de um método de segmentação para Alberta Stroke Program Early CT Score
Brito, Rafael de Freitas
Acidente Vascular Cerebral
Alberta Stroke Program Early CT Score
Diagnóstico Assitido
Processamento Digital de Imagens
Registro de Atlas
Tomografia Computadorizada
Stroke,
Alberta Stroke Program Early CT Score
Assisted Diagnosis
Digital Image Processing
Atlas Recording
Tomography computerized
CNPQ::ENGENHARIAS
Engenharia elétrica
title_short Proposta e avaliação de um método de segmentação para Alberta Stroke Program Early CT Score
title_full Proposta e avaliação de um método de segmentação para Alberta Stroke Program Early CT Score
title_fullStr Proposta e avaliação de um método de segmentação para Alberta Stroke Program Early CT Score
title_full_unstemmed Proposta e avaliação de um método de segmentação para Alberta Stroke Program Early CT Score
title_sort Proposta e avaliação de um método de segmentação para Alberta Stroke Program Early CT Score
author Brito, Rafael de Freitas
author_facet Brito, Rafael de Freitas
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Veiga, Antônio Cláudio Paschoarelli
http://lattes.cnpq.br/2835416571685218
Destro Filho, João Batista
http://lattes.cnpq.br/4173410222083256
Saito, José Hiroki
http://lattes.cnpq.br/7065615446493390
dc.contributor.author.fl_str_mv Brito, Rafael de Freitas
dc.subject.por.fl_str_mv Acidente Vascular Cerebral
Alberta Stroke Program Early CT Score
Diagnóstico Assitido
Processamento Digital de Imagens
Registro de Atlas
Tomografia Computadorizada
Stroke,
Alberta Stroke Program Early CT Score
Assisted Diagnosis
Digital Image Processing
Atlas Recording
Tomography computerized
CNPQ::ENGENHARIAS
Engenharia elétrica
topic Acidente Vascular Cerebral
Alberta Stroke Program Early CT Score
Diagnóstico Assitido
Processamento Digital de Imagens
Registro de Atlas
Tomografia Computadorizada
Stroke,
Alberta Stroke Program Early CT Score
Assisted Diagnosis
Digital Image Processing
Atlas Recording
Tomography computerized
CNPQ::ENGENHARIAS
Engenharia elétrica
description Stroke is one of the leading causes of death and impairment in the world, affecting specially the population of low and middle income countries. The Alberta Stroke Program Early CT Score (ASPECTS) is a score that quantifies the extent of early ischemic changes in stroke victims' tomographies, being widely used as a prognostics and patient selection tool. ASPECTS, however, lacks reliability (low interrater agreement), such that methods for assisted and even automated diagnostics might improve its reliability, and therefore stroke care. Many automated ASPECTS evaluation tools have already been developed, both in an academic and comercial context, and although all of them utilize some sort of region segmentation method, segmentation is often mentioned very briefly or not even discussed in ASPECTS' studies. Given that gap in literature, this study aims to present and evaluate an ASPECTS region segmentation algorithm, with public libraries and databases. The algorithm here presented is divided in four steps: pre-processing, global registration, local registration and visualization/evaluation, and was evaluated in both quantitative and qualitative terms. For the quantitative evaluation, the method obtained a mean Dice coeficient of 0.6587 with a 0.0595 standard deviation and a mean Hausdorff distance of 14.3903 with a standard deviation of 4.4366 for all 10 computed tomographies evaluated. The qualitative evaluation was done through the subjective evaluation of a neurologist (0 to 10), and resulted in a mean score of 8.44 with a standard deviation of 0.726. Although the method presented satisfying results, it can still be improved, using post-processing techniques, for exemple. It's also important that the method is tested in a larger number of tomographies, to improve its robustness.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-07-20T16:20:28Z
2021-07-20T16:20:28Z
2021-05-31
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv BRITO, Rafael de Freitas. Proposta e avaliação de um método de segmentação para Alberta Stroke Program Early CT Score. 2021. 74 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. Disponível em: http://lattes.cnpq.br/2835416571685218
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32492
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.5524
identifier_str_mv BRITO, Rafael de Freitas. Proposta e avaliação de um método de segmentação para Alberta Stroke Program Early CT Score. 2021. 74 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. Disponível em: http://lattes.cnpq.br/2835416571685218
url https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32492
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.5524
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFU
instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
instname_str Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron_str UFU
institution UFU
reponame_str Repositório Institucional da UFU
collection Repositório Institucional da UFU
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
repository.mail.fl_str_mv diinf@dirbi.ufu.br
_version_ 1827843517324460032