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Visualización de vasos sanguíneos en imágenes de contraste basado en la descomposición de la transformada wavelet discreta.
Francisco Javier López Tiro
Hayde Peregrina Barreto
José de Jesús Rangel Magdaleno
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Visualización
Contraste
Wavelet
Vasos sanguíneos
The visualization of blood vessels is a fundamental task in the assessment of the state and health of biological tissues. Besides, blood vessel visualization is related to changes in the relative velocity of blood ow and has been used for diagnostic purposes in biomedical applications. The visualization of blood vessels in speckle images has been approached from different approaches, with contrast representation being the most used to visualize blood vessels. However, the contrast representation has certain limitations due to the noise that increases with the depth of the blood vessel. The proposed model improves the visualization of blood vessels in-vitro in contrast images based on the decomposition of Transformed Wavelet Discrete as a noise reduction method. The main reason for using a noise reduction approach based on the information of the approximation and detail coefficients during the decomposition of the Discrete Wavelet Transform is the need for a model that allows high and low-frequency noise to be selectively separated in the region corresponding to the blood vessels. First, the contrast images are processed with the Discrete Wavelet Transform and a noise-based criterion, obtaining a low-frequency contrast image. The low-frequency contrast images are then processed using a morphological approach to obtain the region corresponding to the blood vessels. Finally, the contrast is recalculated using a low-frequency contrast map to improve the visualization of the blood vessels. A set of 112 contrast images in-vitro was used to evaluate the model's performance. The set contains straight and bifurcated blood vessels labeled and distributed in eight depth levels up to 1000μm. The proposed model improves the visualization of superficial blood vessels (up to 500μm depth), and allows the blood vessel region to be located with an average value of 55;43 ± 6;6% compared to the reference labels on the input set.
La visualización de vasos sanguíneos es una tarea fundamental en la valoración del estado y salud de los tejidos biológicos. Además, la visualización de vasos sanguíneos está relacionada a los cambios de velocidad relativa del ujo sanguíneo y ha sido utilizada para diagnóstico en aplicaciones biomédicas. La visualización de vasos sanguíneos en imágenes de speckle ha sido abordada desde diferentes enfoques, siendo la representación de contraste la más utilizada para visualizar vasos sanguíneos. Sin embargo, la representación de contraste tiene ciertaslimitaciones debido al ruido que aumenta con la profundidad del vaso sanguíneo. El modelo propuesto mejora la visualización de vasos sanguíneos in-vitro en imágenes de contraste basado en la descomposición de Transformada Wavelet Discreta como un método de reducción de ruido. El principal motivo de utilizar un enfoque de reducción de ruido basado en la información de los coeficientes de aproximación y detalle durante la descomposición de la Transformada Wavelet Discreta es la necesidad de un modelo que permita separar el ruido de alta y baja frecuencia de forma selectiva en la región correspondiente a los vasos sanguíneos. En primer lugar, las imágenes de contraste son procesadas con la Transformada Wavelet Discreta y un criterio basado en ruido, obteniendo una imagen de contraste baja frecuencia. Luego, las imágenes de contraste de baja frecuencia son procesadas mediante un enfoque morfológico para obtener la región correspondiente a los vasos sanguíneos. Finalmente, el contraste es recalculado utilizando un mapa de contraste de baja frecuencia mejorando la visualización de los vasos sanguíneos. Para evaluar el desempeño del modelo fue usado un conjunto de 112 imágenes de contraste in-vitro. El conjunto contiene vasos sanguíneos rectos y bifurcados etiquetados y distribuidos en ocho niveles de profundidad hasta 1000μm. El modelo propuesto mejora la visualización de vasos sanguíneos in-vitro super ficiales (hasta 500μm de profundidad), y permite localizar la región del vaso sanguíneo con un valor medio de 55;43± 6;6% comparado con las etiquetas de referencia del conjunto de entrada.
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
28-11-2019
Tesis de maestría
Español
Estudiantes
Investigadores
Público en general
López Tiro, F. J., (2019), Visualización de vasos sanguíneos en imágenes de contraste basado en la descomposición de la transformada wavelet discreta, Tesis de Maestría, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica.
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Aparece en las colecciones: Maestría en Ciencias y Tecnologías Biomédicas

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