1
Spis treści
1. Wstęp ... 9
Motywacja i cel prac badawczych ... 9
Tezy rozprawy ... 10
Stan wiedzy w zakresie segmentacji kości nadgarstka na obrazach rezonansu magnetycznego ... 11
Wkład naukowy rozprawy ... 12
Zawartość rozprawy ... 13
2. Anatomia prawidłowa kończyny górnej ... 14
Kości kończyny górnej ... 14
Stawy ręki ... 18
Budowa stawu ... 20
3. Reumatoidalne zapalenie stawów ... 22
Epidemiologia ... 22 Etiologia ... 22 Objawy ... 23 Diagnostyka ... 25 4. Badania obrazowe w RZS ... 27 Radiografia ... 27 Tomografia komputerowa ... 29 Scyntygrafia ... 30 Ultrasonografia ... 31
Tomografia rezonansu magnetycznego ... 32
Zasada działania tomografii rezonansu magnetycznego ... 33
Detekcja sygnału ... 36
Sekwencje impulsów ... 37
Środki kontrastowe w rezonansie magnetycznym ... 39
Niskopolowy a wysokopolowy rezonans magnetyczny ... 39
Badania obrazowe w diagnostyce wczesnego RZS ... 40
Jakość obrazów medycznych ... 41
Jakość obrazów RM ... 43
5. RAMRIS – ocena stopnia zaawansowania objawów RZS ... 44
6. Metody przetwarzania obrazów ... 48
Przekształcenia widmowe ... 53
Przekształcenia morfologiczne ... 55
2
Wygładzanie obrazu za pomocą algorytmu dyfuzji anizotropowej ... 60
Metody segmentacji obrazów ... 62
Metody oparte o podział obszaru ... 62
Progowanie algorytmem Otsu ... 64
Progowanie metodą maksymalnej entropii ... 66
Metody oparte o wykrywanie krawędzi ... 67
Metody oparte o rozrost obszaru ... 69
Segmentacja wododziałowa ... 70
Metody oparte o modele ... 73
Metody atlasowe ... 76
Rejestracja obrazów ... 77
Ocena jakości segmentacji ... 79
Metody oceny jakości z nadzorem ... 79
Metody oceny jakości bez nadzoru ... 84
7. Materiał badawczy ... 85
8. Algorytmy automatycznej segmentacji kości nadgarstka ... 87
Algorytm do automatycznej segmentacji kości z wyznaczaniem znaczników z użyciem rejestracji obrazów ... 88
Segmentacja maski ... 89
Segmentacja dalszych części kości łokciowej i promieniowej ... 92
Segmentacja podstaw kości śródręcza ... 96
Segmentacja kości nadgarstka ... 99
Ocena działania algorytmu ... 102
Algorytm do automatycznej segmentacji kości z wyznaczaniem markerów z użyciem progowania i filtracji fragmentów kości ... 105
Przetwarzanie wstępne obrazu i segmentacja maski ... 106
Wyznaczenie markerów dalszych części kości łokciowej i promieniowej ... 107
Wyznaczenie markerów podstaw kości śródręcza... 111
Segmentacja dalszych części kości łokciowej i promieniowej oraz podstaw kości śródręcza ... 114
Segmentacja kości nadgarstka ... 115
Ocena działania algorytmu ... 119
Możliwe rozszerzenia algorytmów... 122
9. Podsumowanie ... 124
10. Dodatek – fragmenty kodów źródłowych ... 125
Procedura wyznaczania reprezentatywnego przekroju przez kości łokciową i promieniową wykorzystana w obu autorskich algorytmach ... 125
3
Procedura wyznaczania markerów kości łokciowej i promieniowej w algorytmie w wersji A2 ... 126
Procedura segmentacji dalszych części kości łokciowej i promieniowej oraz podstaw kości śródręcza w algorytmie w wersji A2 ... 131 Bibliografia ... 135
