Identifikace a kvantifikace kolagenních vláken z mikroskopických obrazů

Jana Putová

Bachelor's thesis

Identification and Quantification of Collagen Fibers from Microscopic Images

Abstract:

Tato bakalářská práce je zaměřena na identifikaci a kvantifikaci kolagenních vláken v mikroskopických obrazech. Cílem této bakalářské práce je v prostředí Matlab detekovat kolagenní vlákna a určit kvantifikační metody. V teoretické části je nastíněna anatomie tkání a cév a dále teorie segmentace obrazu, která je klíčová v této bakalářské práci. Do práce byla také zahrnutá rešerše metod pro kvantifikaci vlnitosti kolagenních vláken. Praktická část se zaměřuje na předzpracování mikroskopického obrazu, detekci kolagenního vlákna v obrazu a následné určení kvantifikačních metod – vlnitost a tloušťka. Pro účely detekce vláken v obrazech je použita metoda segmentace. Pro segmentaci byla zvolena metoda aktivních kontur. V práci je prezentována nejen samotná segmentace obrazu, ale procesy, které ji předcházely při zpracování obrazu, jako třeba filtrace pomocí mediánového filtru. Výsledky měření a výpočtu vlnitosti byly následně porovnávány se zlatými standardy kolagenních vláken, které byly manuálně vyznačeny. Navrhované procedury byly testovány na datasetu třinácti mikroskopických snímcích.

Abstract:

This bachelor thesis is focused on identification and quantification collagen fibers from microscopic images. The aim of this thesis was detecting collagen fibers and specify quantification methods. In the theoretical part, there are outlined the basic tenets of anatomy of tissues and blood vessels and there is devotion to the theory of image segmentation, which is the key to this bachelor thesis. This thesis also includes a recherche methods for quantification waviness of collagen fibers. The practical part is focused on a preprocessing of microscopic image, detection of collagen fibers in images and then determination quantification method – waviness and thickness. The method of segmentation is used to detect fibers in images. The active contours method was depicted by image segmentation. The processes that preceded it during processing were presented as well in this bachelor thesis, such as filtering using a median filter, not only the image segmentation. Subsequently, the results are compared with gold standards of collagen fibers, which were manually marked. The designed procedures were tested on a dataset of thirteen microscopic images.

Keywords

Kolagenní vlákna, tkáně, zpracování obrazu, segmentace, metoda aktivních kontur, vlnitost, tloušťka, mediánový filtr, segmentační mapa, binární obraz

Keywords

Collagen fibers, tissues, image processing, segmentation, active contour method, waviness, thickness, median filter, segmentation map, binary image

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 1. 6. 2023
• Supervisor: Jan Kubíček
• Reader: Jan Trnka

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Bachelor programme / field:
Elektrotechnika / Biomedicínský technik