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https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/5700
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Geração de tomografia cardíaca com contraste sintético a partir de imagens de tomografia cardíacas sem contraste utilizando modelos de difusão |
Título(s) alternativo(s): | Generation of synthetic contrast-enhanced cardiac tomography from non-contrast cardiac tomography images using diffusion models |
Autor: | FERREIRA, Victor Rogerio Sousa ![]() |
Primeiro orientador: | PAIVA, Anselmo Cardoso de |
Primeiro coorientador: | RENNA, Francesco |
Primeiro membro da banca: | PAIVA, Anselmo Cardoso de |
Segundo membro da banca: | RENNA, Francesco |
Terceiro membro da banca: | PEDROSA, João Manuel |
Quarto membro da banca: | SILVA, Aristófanes Correa |
Resumo: | Esta dissertação propõe o uso de um modelo de difusão adversária baseado em aprendizagem profunda para abordar a tradução de imagens de tomografia computadorizada (TC) sem contraste do coração em imagens sintéticas compatíveis com imagens adquiridas com injeção de contraste. O trabalho investiga desafios na tradução de imagens médicas combinando conceitos de redes adversárias generativas (GANs) e modelos de difusão. Os resultados foram avaliados por meio de algumas métricas como: Relação sinal-ruído de pico (PSNR), índice de similaridade estrutural (SSIM), Frechet Inception Distance (FID) e Raiz do Erro Médio Quadrado (RMSE) para demonstrar o desempenho do modelo na geração de imagens com contraste sintético, preservando a qualidade e a similaridade visual. O modelo proposto obteve os seguintes melhores resultados, sendo que para PSNR = 32,85, SSIM = 0,766 e FID = 42,348. O CyTran obteve o melhor RMSE, de 0,14, enquanto o modelo teve o pior de 0,2. Também é apresentada uma comparação dos resultados obtidos com as redes CyTran, Cycle-GAN e Pix2Pix. Embora os resultados obtidos sejam promissores, a análise do RMSE indica que ainda existem desafios a serem superados, destacando a necessidade de melhorias contínuas. A intersecção de GANs e modelos de difusão promete avanços futuros, contribuindo significativamente para a prática clínica. |
Abstract: | This dissertation proposes the use of a deep learning-based adversarial diffusion model to address the translation of contrast-free computed tomography (CT) images of the heart into synthetic images compatible with images acquired with contrast injection. The work investigates challenges in medical image translation by combining concepts from generative adversarial networks (GANs) and diffusion models. The results were evaluated through several statistics such as Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR), Structural Similarity Index (SSIM), Frechet Inception Distance (FID), and Root Mean Square Error (RMSE) to demonstrate the model’s performance in generating images with synthetic contrast while preserving quality and visual similarity. The proposed model achieved the following best results: PSNR = 32.85, SSIM = 0.766, and FID = 42.348. CyTran obtained the best RMSE of 0.14, while the model had the worst of 0.2. A comparison of the results obtained with CyTran, Cycle-GAN, and Pix2Pix networks is also presented. Although the obtained results are promising, the analysis of RMSE indicates that there are still challenges to be overcome, highlighting the need for continuous improvements. The intersection of GANs and diffusion models promises future advancements, significantly contributing to clinical practice. |
Palavras-chave: | modelos de difusão; tradução de imagens; redes adversárias; U-Net; diffusion models. image translation. adversarial networks. U-Net. |
Área(s) do CNPq: | Engenharia Elétrica |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal do Maranhão |
Sigla da instituição: | UFMA |
Departamento: | DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DA ELETRICIDADE/CCET |
Programa: | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE/CCET |
Citação: | FERREIRA, Victor Rogerio Sousa. Geração de tomografia cardíaca com contraste sintético a partir de imagens de tomografia cardíacas sem contraste utilizando modelos de difusão. 2024. 65 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Eletricidade/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2024. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/5700 |
Data de defesa: | 15-Mai-2024 |
Aparece nas coleções: | DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOGRAFIA |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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Victor_Rogerio.pdf | Dissertação de Mestrado | 3,24 MB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar |
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