Програмне забезпечення візуалізації та аналізу МРТ знімків колінного суглобу з використанням вейвлет аналізу для підвищення якості діагностики захворювання

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorЗалевська, Ольга Валеріївна
dc.contributor.authorТурецька, Ірина Марічелівна
dc.date.accessioned2025-01-31T10:30:00Z
dc.date.available2025-01-31T10:30:00Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractМагістерська дисертація за темою «Програмне забезпечення візуалізації та аналізу МРТ знімків колінного суглобу з використанням вейвлет аналізу для підвищення якості діагностики захворювання» виконана студенткою кафедри цифрових технологій в енергетиці НН ІАТЕ Турецькою Іриною Марічелівною зі спеціальності 121 «Інженерія програмного забезпечення» за освітньо-професійною програмою «Інженерія програмного забезпечення інтелектуальних кібер-фізичних систем і веб-технологій» і складається зі: вступу; 5 розділів («Постанова проблеми», «Теоретичні основи МРТ діагностики та вейвлет аналізу», «Розробка алгоритмів обробки МРТ зображень», «Проєктування та реалізація програмного забезпечення», «Розробки стартап-проєкту»), висновків до кожного з цих розділів; загальних висновків; списку використаних джерел, який налічує 29 джерел; 17 ілюстрацій; 1 таблиця та 4 додатки. Загальний обсяг роботи 100 сторінок. Актуальність теми дослідження обумовлена: - Необхідністю покращення якості та швидкості аналізу МРТ-знімків - Перспективністю застосування вейвлет-аналізу для обробки медичних зображень - Потребою в автоматизації процесу діагностики - Економічною доцільністю впровадження нових методів аналізу - Перевагами застосування вейвлет-аналізу до яких можна віднести: - Можливість багаторівневого аналізу зображень - Ефективна фільтрація шумів - Покращення якості візуалізації дрібних структур - Підвищення точності діагностики - Автоматизація процесу обробки зображень - Виділення характерних ознак патологій - Підвищення контрастності важливих деталей Метою роботи є Розробка програмного забезпечення для підвищення якості діагностики захворювань колінного суглобу шляхом реалізації алгоритмів візуалізації та аналізу МРТ-знімків з використанням вейвлет-перетворень. Об'єкт дослідження – процес візуалізації та аналізу магнітно-резонансних томографічних (МРТ) знімків колінного суглобу. Предмет дослідження – програмні засоби, методи та алгоритмічне забезпечення для реалізації методів вейвлет-аналізу при обробці, візуалізації та аналдізу МРТ-знімків для покращення кількісних показників якості візуалізації медичних зображень. Задачі дослідження: - Проаналізувати та встановити недоліки та переваги існуючого програмного забезпечення для візуалізації та аналізу МРТ знімків та визначити переваги застосування методів вейвлет-аналізу. - На основі методів вейвлет-аналізу розробити: - схему дослідження МРТ знімків різних форматів для їх подальшої візуалізації та аналізу - алгоритм кластеризації та класифікації МРТ знімків - реалізацію визначеного алгоритму - На основі встановлених алгоритмів розробити програмне забезпечення для візуалізації та аналізу МРТ-знімків. - Провести тестування розробленого програмного забезпечення, оцінити та порівняти точність реалізованих в ПЗ алгоритмів з аналогами ПЗ. Висновки та перспективи подальших досліджень: - Алгоритми, розроблені в рамках цього дослідження, забезпечують ефективну обробку, візуалізацію та аналіз графічних даних, що базуються на вейвлет-перетвореннях. - Створене програмне забезпечення дозволяє здійснювати тривимірну візуалізацію колінного суглобу, проводити сегментацію та кластеризацію DICOM зображень, а також компресію та декомпресію МРТ знімків. - Розроблене програмне забезпечення демонструє покращені показники якості моделі, такі як PSNR (покращення на 35–37%) та MSE (зменшення відхилення на 30%), що свідчить про його ефективність у порівнянні з існуючими рішеннями. Рекомендації до подальшого удосконалення ПЗ: - Розширити дослідження на інші анатомічні області, щоб підвищити універсальність розробленого ПЗ. - Провести клінічні випробування для оцінки ефективності системи в реальних умовах. - Розширення інтеграції розробленого ПЗ з існуючими медичними інформаційними системами.
dc.description.abstractotherThe master’s thesis titled «Software for Visualization and Analysis of MRI Images of the Knee Joint Using Wavelet Analysis to Improve Disease Diagnosis» was completed by Iryna Marichelivna Turetska, a student of the Department of Digital Technologies in Energy of the Educational and Research Institute of Applied System Analysis, specializing in 121 Software Engineering, under the educational-professional program «Software Engineering of Intelligent Cyber-Physical Systems and Web Technologies». The thesis consists of the following sections: Introduction, five chapters («Problem Statement», «Theoretical Foundations of MRI Diagnostics and Wavelet Analysis», «Development of Algorithms for Processing MRI Images», «Design and Implementation of Software», «Startup Project Development»), each with conclusions; General conclusions; A reference list containing 29 sources; 17 illustrations; 1 table; and 4 appendices. The total length of the thesis is 100 pages. Relevance of the Research Topic. The relevance of this research is determined by: - The necessity to improve the quality and speed of MRI image analysis. - The promising potential of wavelet analysis for medical image processing. - The need for automation in the diagnostic process. - The economic feasibility of implementing new analysis methods. - The advantages of wavelet analysis, which include: - The capability for multi-level image analysis. - Effective noise filtering. - Enhanced visualization of fine structures. - Increased diagnostic accuracy. - Automation of image processing. - Identification of characteristic pathological features. - Improved contrast of critical details. Objective The objective of this research is to develop software to improve the accuracy of diagnosing knee joint diseases by implementing visualization and analysis algorithms for MRI images using wavelet transforms. Object of Study The process of visualizing and analyzing magnetic resonance imaging (MRI) scans of the knee joint. Subject of Study Software tools, methods, and algorithmic solutions for implementing wavelet analysis methods in the processing, visualization, and analysis of MRI images to improve quantitative indicators of medical image visualization quality. Research Objectives - Analyze and identify the shortcomings and advantages of existing software for MRI visualization and analysis, as well as determine the benefits of applying wavelet analysis methods. - Develop the following based on wavelet analysis methods: - A framework for studying MRI images of various formats for subsequent visualization and analysis. - An algorithm for clustering and classifying MRI images. - An implementation of the proposed algorithm. - Develop software for MRI image visualization and analysis based on the established algorithms. - Test the developed software, evaluate its performance, and compare the accuracy of the implemented algorithms with existing software solutions. Conclusions and Future Research Prospects - The algorithms developed within this research provide effective processing, visualization, and analysis of graphical data based on wavelet transforms. - The created software enables three-dimensional visualization of the knee joint, segmentation and clustering of DICOM images, as well as compression and decompression of MRI scans. - The developed software demonstrates improved model quality metrics, such as PSNR (improvement by 35–37%) and MSE (reduction of deviation by 30%), indicating its effectiveness compared to existing solutions. Recommendations for Further Software Improvements - Extend the research to other anatomical regions to enhance the versatility of the developed software. - Conduct clinical trials to evaluate the system's effectiveness under real-world conditions. - Expand the integration of the developed software with existing medical information systems.
dc.format.extent100 c.
dc.identifier.citationТурецька, І. М. Програмне забезпечення візуалізації та аналізу МРТ знімків колінного суглобу з використанням вейвлет аналізу для підвищення якості діагностики захворювання : магістерська дис. : 121 Інженерія програмного забезпечення / Турецька Ірина Марічелівна. – Київ, 2024. – 100 c.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/72316
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectМРТ знімки
dc.subjectколінний суглоб
dc.subjectвейвлет-аналіз
dc.subjectпідвищення якості зображення
dc.subjectавтоматичне виявлення патологій
dc.subjectкластеризація
dc.subjectзріз
dc.subjectаномалії
dc.subjectпрограмне забезпечення
dc.subjectDicom
dc.subject3D модель
dc.subjectMRI scans
dc.subjectknee joint
dc.subjectwavelet analysis
dc.subjectimage quality enhancement
dc.subjectautomatic pathology detection
dc.subjectclustering
dc.subjectslice
dc.subjectanomalies
dc.subjectsoftware
dc.subjectDICOM
dc.subject3D model
dc.titleПрограмне забезпечення візуалізації та аналізу МРТ знімків колінного суглобу з використанням вейвлет аналізу для підвищення якості діагностики захворювання
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
TuretskaIM_TV-z31mp_magistr.pdf
Розмір:
2.49 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ІПЗЕ)
Магістерські роботи