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Title
Regional deformation quantification in blood vessels based on MR imaging : an active-contour approach with isogeometric analysis
Subject
Ajuste mediante contornos activos
Análisis isogeométrico
Aorta
Deformación
Placas de Kirchhoff-Love
510
Matemática física y química
Análisis isogeométrico - Procesamiento de datos
Análisis isogeométrico - Modelos matemáticos
Enfermedades cardiovasculares
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2022
La deformación anormal en vasos sanguíneos ha sido correlacionada con la aparición y desarrollo de enfermedades cardiovasculares de alta relevancia. Esta conexión, de naturaleza mecánica, ha motivado el desarrollo de técnicas computacionales para evaluar campos de deformación en la pared arterial de la aorta a partir de imágenes médicas. En este trabajo, presentamos el método de análisis isogeométrico en base a snakes informadas mecánicamente (MISIGA por sus siglas en inglés). Este método provee estimaciones 3D de campos de estiramiento en toda la extensión de la aorta a partir de imágenes médicas. Nuestro enfoque potencia las formulaciones de segmentación de imágenes con representaciones curvilíneas avanzadas de vasos irregulares, para así capturar el mapa de deformación entre dos configuraciones obtenidas con el conjunto de imágenes. Además, proveemos de información adicional al modelo mediante la descripción del movimiento de la pared aórtica. Esto está basado en un enfoque de placas de Kirchhoff-Love, que nos permite construir campos de estiramiento continuos en la aorta completa, tanto en la dirección circunferencial como longitudinal. Validamos el método MISIGA usando imágenes sintéticas generadas a partir de simulaciones mecánicas de la aorta, obteniendo errores en el estiramiento estimado de 13.2% y 9.8% en los componentes circunferenciales y longitudinales. El desempeño del método se compara favorablemente con otros enfoques que no consideran información mecánica. Más aún, aplicamos el método en la evaluación del estiramiento de la aorta de un voluntario normal, lo que resulta en valores de estiramiento circunferencial y longitudinal dentro del rango encontrado en estudios previos. Visualizamos que el método MISIGA puede abrir el camino para el análisis 3D de alta fidelidad de deformación local a partir de imágenes médicas de la aorta y otros vasos.
Creator
Cox Jara, Agustín Nataniel
Date
2022-11-01
2022-04-22T13:40:50Z
2022-04-22T13:40:50Z
2022
Contributor
Hurtado Sepúlveda, Daniel
Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Rights
acceso abierto
Format
xii, 69 páginas
application/pdf
Language
en
Type
tesis de maestría
Identifier
10.7764/tesisUC/ING/63680
https://doi.org/10.7764/tesisUC/ING/63680
https://repositorio.uc.cl/handle/11534/63680