SW pro automatizovanou detekci a kvantifikaci temporomandibulárních kloubů ze scintigrafických vyšetření

Barbora Šulyová

Master's thesis

SW for Automated Detection and Quantification of Temporomandibular Joints from Scintigraphic Examinations

Abstract:

Diplomová práce shrnuje základy z oblasti nukleární medicíny a podrobně se zabývá kvantifikací temporomandibulárních kloubů pro stanovení unilaterální kondylární hyperplazie. Ta postihuje především mladé a dospívající, u kterých může způsobit asymetrii dolní čelisti a další problémy. Kvantifikace je provedena pomocí obrazového zpracování dat ze SPECT/CT snímků v prostředí MATLAB. Ze čtyř sečtených tomografických řezů lebkou jsou pomocí aktivních kontur bez hran extrahovány oblasti temporomandibulárních kloubů. Extrakce těchto oblastí je řešena vytvořením binární masky, která se násobí původním obrazem. Následně jsou v těchto oblastech zájmu prováděny výpočty parametrů SUV a relativní procentuální absorpce. Absorpce v kondylu vyšší než 10 % oproti absorpci v kondylu protilehlém je v klinické praxi používána jako hranice pro stanovení aktivní kondylární hyperplazie. V praktické části práce je vytvořený software testován na arteficiálních fantomových datech a porovnáván s manuální segmentací softwaru používaného v klinické praxi. Scintigrafická diagnostika je z tohoto pohledu velmi užitečná, neboť na rozdíl například od rentgenové diagnostiky dokáže hodnotit především funkci, a to navíc ve velmi časném stádiu, kdy ještě nemusí být změny na rentgenu viditelné.

Abstract:

This diploma thesis summarizes the fundamentals from the field of nuclear medicine and deals in detail with the quantification of temporomandibular joints for determination of unilateral condylar hyperplasia. This affects especially young people and teenagers, to whom it can cause asymmetry of the lower jaw and other problems. Quantification is performed by image processing of SPECT/CT images in MATLAB. The areas of the temporomandibular joints are extracted by active contours without edges out of four cumulative tomographic cuts through the skull. Extraction of these areas is solved by creating a binary mask, which is multiplied by the original image. Subsequently, calculations of SUV parameters and relative percentage absorption are performed in these areas of interest. Absorption in the condyle greater than 10 % versus absorption in the opposite condyle is used in clinical practice as the limit for the determination of active condylar hyperplasia. In the practical part, the created software is tested on artificial phantom data and compared with manual segmentation of the software used in clinical practice. Scintigraphic diagnostics is very useful in this regard unlike for example X-ray diagnostics, because it is able to evaluate the function, and moreover, at a very early stage, when X-ray changes may not be visible yet.

Keywords

temporomandibulární kloub, kvantifikace, SPECT/CT, kondylární hyperplazie

Keywords

temporomandibular joint, quantification, SPECT/CT, condylar hyperplasia

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 1. 6. 2018
• Supervisor: Martin Augustynek
• Reader: Michal Koláček

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Master programme / field:
Elektrotechnika / Biomedicínské inženýrství