À descoberta da ligação neurovascular interocular

Bibliographic Details
Main Author: Rodrigues, Sérgio Miguel Almeida
Publication Date: 2024
Format: Master thesis
Language: por
Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
Download full: https://hdl.handle.net/10316/117762
Summary: Dissertação de Mestrado em Engenharia Física apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
id RCAP_7d2ed5ce22297e852dfa75982c3ce11c
oai_identifier_str oai:estudogeral.uc.pt:10316/117762
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
repository_id_str https://opendoar.ac.uk/repository/7160
spelling À descoberta da ligação neurovascular interocularSearching for the interocular neurovascular linkNeurovascular couplingRetinaAdaptive OpticsInstrumentationImage SegmentationAcoplamento NeurovascularRetinaÓtica AdaptativaInstrumentaçãoSegmentação de ImagemDissertação de Mestrado em Engenharia Física apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaNeurovascular coupling (NVC) is the regulation of blood flow in response to increased neuronal activity and has been studied extensively in the brain. Regarding the human retina, which is part of the central nervous system, so far this response has only been verified, after stimulation, in the stimulated eye. The project in which this work falls in aims to evaluate the effect of NVC on the eye opposite to the stimulated one (contralateral), looking for evidence of possible communication between retinas (interocular) or between brain and retina. This work aims to develop the instrumentation and image analysis tools needed to achieve the project's objective.The RTX1 is an ocular fundus camera, with adaptive optics, that makes it possible to assess neurovascular coupling in the ipsilateral retina, i.e. by stimulating the eye that is being observed. Therefore, to achieve the project's objective, an external stimulation device was developed to stimulate the eye that is not being photographed. The developed system was fully integrated into the RTX1 camera system, working in conjunction with it using a graphical interface also developed as part of the project, which allows both systems to be configured simultaneously.A method for automatically segmenting the interface between the lumen and the arterial wall of blood vessels, in images of the retinal vasculature obtained with the RTX1, was also developed. The method is divided into 3 phases: detection of the blood vessel axis, initial segmentation and the active contour algorithm. The first phase filters the image and applies various morphological operations to isolate the areas of the image that correspond to a blood vessel, ensuring its veracity through various morphology tests on the intensity profile orthogonal to the vessel axis. The second phase analyses the directional derivative of the image, in various perpendicular profiles to the vessel axis, to detect the variation in intensity between the lumen and the arterial wall. In the third phase, the initial segmentation is refined by applying the active contours algorithm (snake’s algorithm). Lastly, the lumen diameter is calculated.After the segmentation of 986 images, it was determined that the automatic segmentation tool developed can effectively replace manual segmentation, which is understood to be the gold standard. It was determined that automatic segmentation has a success rate of 93.41%, considering the difference between the diameter measured with automatic segmentation and that measured with manual segmentation. In addition, the method makes it possible to obtain the same conclusions as manual segmentation regarding the average stimulus response of the population, considering the results obtained for the participants in the study.O acoplamento neurovascular (NVC) é a regulação do fluxo sanguíneo em resposta ao aumento da atividade neuronal e tem sido muito estudado no cérebro. No que diz respeito à retina humana, que faz parte do sistema nervoso central, até ao momento, esta resposta foi apenas verificada, após estimulação, no olho estimulado. O projeto em que este trabalho se insere tem como objetivo avaliar o efeito de NVC no olho oposto ao estimulado (contralateral), na procura de evidências de uma possível comunicação entre retinas (interocular) ou entre cérebro e retina. Este trabalho pretende desenvolver instrumentação e ferramentas de análise de imagens necessárias para atingir o objetivo do projeto.A RTX1 é uma câmara de fundo ocular, com ótica adaptativa, que permite avaliar o acoplamento neurovascular na retina ipsilateral, ou seja, estimulando o olho que está a ser observado. Posto isto, para atingir o objetivo do projeto desenvolveu-se um dispositivo de estimulação externo para estimular o olho que não está a ser fotografado. O sistema desenvolvido foi completamente integrado no sistema da câmara RTX1, funcionando em conjunto com esta através de uma interface gráfica também desenvolvida no âmbito do projeto, que permite configurar ambos os sistemas em simultâneo.Foi também desenvolvida uma ferramenta de segmentação automática da interface entre o lúmen e a parede arterial dos vasos sanguíneos, em imagens da rede vascular da retina obtidas com a RTX1. O método está dividido em 3 fases: deteção do eixo do vaso sanguíneo, segmentação inicial e o algoritmo de contornos ativos. A primeira fase filtra a imagem e aplica diversas operações morfológicas, de modo a isolar as zonas da imagem que correspondem a um vaso sanguíneo, assegurando a sua veracidade através de diversos testes de morfologia ao perfil de intensidades ortogonal ao eixo do vaso. A segunda fase analisa a derivada direcional da imagem, em diversos perfis perpendiculares ao eixo do vaso, de modo a detetar a variação de intensidade entre o lúmen e a parede arterial. Na terceira fase a segmentação inicial é refinada através da aplicação do algoritmo de contornos ativos. Para terminar, calcula-se o diâmetro do lúmen.Após a segmentação de 986 imagens determinou-se que a ferramenta de segmentação automática desenvolvida pode, efetivamente, substituir a segmentação manual, entendida como padrão de referência. Determinou-se que a segmentação automática tem uma taxa de sucesso de 93.41%, tendo em conta a diferença entre o diâmetro medido com a segmentação automática e o medido com a segmentação manual. Além disso, o método permite obter as mesmas conclusões que a segmentação manual, quanto à resposta a estímulo média da população, tendo em conta os resultados obtidos para os participantes no estudo.FCT2024-09-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://hdl.handle.net/10316/117762https://hdl.handle.net/10316/117762TID:203826949porRodrigues, Sérgio Miguel Almeidainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiainstacron:RCAAP2025-01-22T23:05:12Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/117762Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireinfo@rcaap.ptopendoar:https://opendoar.ac.uk/repository/71602025-05-29T06:11:39.636915Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiafalse
dc.title.none.fl_str_mv À descoberta da ligação neurovascular interocular
Searching for the interocular neurovascular link
title À descoberta da ligação neurovascular interocular
spellingShingle À descoberta da ligação neurovascular interocular
Rodrigues, Sérgio Miguel Almeida
Neurovascular coupling
Retina
Adaptive Optics
Instrumentation
Image Segmentation
Acoplamento Neurovascular
Retina
Ótica Adaptativa
Instrumentação
Segmentação de Imagem
title_short À descoberta da ligação neurovascular interocular
title_full À descoberta da ligação neurovascular interocular
title_fullStr À descoberta da ligação neurovascular interocular
title_full_unstemmed À descoberta da ligação neurovascular interocular
title_sort À descoberta da ligação neurovascular interocular
author Rodrigues, Sérgio Miguel Almeida
author_facet Rodrigues, Sérgio Miguel Almeida
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Rodrigues, Sérgio Miguel Almeida
dc.subject.por.fl_str_mv Neurovascular coupling
Retina
Adaptive Optics
Instrumentation
Image Segmentation
Acoplamento Neurovascular
Retina
Ótica Adaptativa
Instrumentação
Segmentação de Imagem
topic Neurovascular coupling
Retina
Adaptive Optics
Instrumentation
Image Segmentation
Acoplamento Neurovascular
Retina
Ótica Adaptativa
Instrumentação
Segmentação de Imagem
description Dissertação de Mestrado em Engenharia Física apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
publishDate 2024
dc.date.none.fl_str_mv 2024-09-19
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/10316/117762
https://hdl.handle.net/10316/117762
TID:203826949
url https://hdl.handle.net/10316/117762
identifier_str_mv TID:203826949
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia
instacron:RCAAP
instname_str FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
collection Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
repository.name.fl_str_mv Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia
repository.mail.fl_str_mv info@rcaap.pt
_version_ 1833602609421746176

Similar Items