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Título: Sistemas de análise de imagens de ecografia para reumatologia: técnicas baseadas na transformada de Wavelet para minimização de ruído Speckle
Autor: Silva, Pedro Filipe Carvalho Marinho
Orientador: Rodrigues, Pedro João
Ferreira, Manuel
Data de Defesa: 2014
Resumo: As doenças reumáticas revelam ser nos dias de hoje uma constante preocupação para os países desenvolvidos. Por se verificar um aumento da esperança média de vida e das taxas de sedentarismo nestes países, as doenças reumáticas apresentam e apresentarão ainda mais no futuro grandes problemas a nível da saúde pública e socioeconómico. Entre as doenças reumáticas, aquelas que causam maior redução da qualidade de vida dos pacientes, encontra-se a artrite reumatóide e a osteoartrite. Vários têm sido os esforços na tentativa de diagnosticar de forma precoce e eficaz estas doenças. Estas necessidades de diagnóstico conseguem ser satisfeitas pelo recurso à ecografia musculosquelética visto apresentar, para além das óbvias vantagens a nível físico do processo de aquisição de imagens, um resolução de imagem equiparável a ouras técnicas de imagem como a res-sonância magnética. Embora se verifiquem estas características vantajosas, a imagem ecográfica no geral e a imagem ecográfica do sistema musculosquelético em específico (pela elevada presença de conteúdo anatómico de fino detalhe) são corrompidas pela presença de um ruído bas-tante característico, o ruído speckle. O contraste e a qualidade da imagem são afetados pelo ruído speckle, o que dificulta a interpretação médica destas imagens. Um processamento deste ruído permite tornar a in-terpretação de uma ecografia mais fácil e clara, tentando uma aproximação à realidade. Uma parte deste trabalho foca-se no estudo do ruído speckle em imagens ecográficas musculosqueléticas com o objetivo de obter uma técnica de processamento de imagem capaz de reduzir este ruído tendo sempre em consideração um compromisso entre a redu-ção de ruído e a preservação de detalhes. Entre as várias técnicas já testadas até hoje, por se tratar de uma técnica de análise em multi-resolução, capaz de decompor uma imagem em subbandas, sendo possível analisar a mesma imagem como uma soma de detalhes e aproximações em diferentes escalas, o potencial da transformada de wavelet foi testado. vi Para avaliar o desempenho foram utilizadas métricas adequadas e os resultados numéricos demonstraram ser satisfatórios já que foi possível chegar a conclusões interessantes e in-clusive verificar qualitativamente através das imagens após processamento uma redução de ruído eficaz. O processo de aquisição de uma imagem ecográfica é um processo operador-dependente onde a experiência do utilizador é influente. A necessidade de estabelecer um método padrão para a aquisição de uma ecografia é uma realidade atual. Para além disso, verifica-se a falta de uma base de dados de ecografias musculosqueléticas disponível online que consiga satisfazer as necessidades de investigação em projetos e trabalhos idênticos a este. Portanto, a construção de uma base de dados de imagens ecográficas foi parte do objetivo deste trabalho.
Nowadays, in the developed countries, the rheumatic diseases reveal to be a constant worry. Because of the crescent life expectation and sedentary life style verified in these countries, the rheumatic diseases represent and will represent in the future, complicated problems at the public health levels, social and economic ones. Among the rheumatic diseases, those which causes the biggest reduction of patient’s life quality, are the rheumatic arthritis and osteoarthritis. Many efforts have been done trying to diagnose these diseases precocious and effectively. These diagnostic needs can be en-sured using musculoskeletal ultrasounds, once it provides an image resolution equivalent to other images techniques as the example of magnetic resonance and because of all the physical advantages of ultrasound image acquisition process. While its numerous advantages, general ultrasound images and musculoskeletal ultra-sound images in particular case (due to their high level of details about anatomic struc-ture), are corrupted by the presence of a very characteristic noise, known as speckle noise. The image quality and contrast are affected by speckle noise, which makes the image interpretation task more difficult. A noise processing allows to have a clear and easier interpretation of an ultrasound image, reaching an approximation to the reality. Part of this work is focused in the study of speckle noise on musculoskeletal ultrasound images, aiming to obtain an image processing technique able to reduce this kind of noise, always considering a good compromise between noise reduction and detail preservation. Various techniques have been tested until now to reach an ideal speckle noise reduction in ultrasound images. By the ability to deal with multiresolution image analysis, to de-compose an image in different sub-bands, becoming possible to analyze the same image as a sum of details and approximations at different scales, made the wavelet transform a potential image processing tool, and its potential was tested in this work to deal with speckle noise. To evaluate the performance of noise reduction, appropriate metrics were used and the numerical results proved to be satisfactory, since it was possible to get conclusions and was also verified a qualitatively efficient noise reduction on the images. The ultrasound image acquisition process is an operator-dependent process where the ex-perience of the operator is very influent. The necessity to establish a standard method to medical ultrasound acquisition is an actual reality. Furthermore, there is a lack of data bases of musculoskeletal ultrasound images available online, which could satisfy some initial needs of investigations projects/works like this one. Therefore, an implementation of a data base to store such image data was other goal of this work.
URI: http://hdl.handle.net/10198/11601
Designação: Mestrado em Tecnologia Biomédica
Aparece nas colecções:TB - Tecnologia Biomédica

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