Browsing by Author "Ortiz Puerta, David"

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    Formulation and implementation of flexible surface models for the representation and morphological analysis of the respiratory airways in human lungs
    (2023) Ortiz Puerta, David; Hurtado Sepúlveda, Daniel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) representa un problema critico de salud pública que requiere mejores herramientas de diagnóstico. Los estudios radiológicos e histológicos han demostrado que, durante el inicio y las primeras fases de la EPOC, las vías respiratorias grandes y pequeñas sufren una remodelación estructural que induce cambios en su morfología. Sin embargo, actualmente estos mecanismos no están bien establecidos en el diagnóstico por imagen de la EPOC, ya que el análisis morfológico regional de las vías respiratorias sigue siendo un reto tecnológico y requiere una mayor validación. En este trabajo, formulamos, implementamos y validamos representaciones geométricas de superficie y métodos de proyección para estudiar la morfología de las estructuras bronquiales y la deformación de los grandes vasos sanguíneos. En particular, proponemos los métodos SIGA y MISIGA, que proporcionan modelos geométricos continuos basados en imágenes de superficies 3D. Ambos enfoques utilizan la formulación del análisis isogeométrico para resolver el problema de segmentación de imágenes Snakes. El método SIGA se validó comparándolo con dos métodos de proyección ortogonal, mostrando superioridad en la representación de vías respiratorias enfermas con secciones transversales no convexas. Además, este enfoque se enriquece con la teoría de placas de Kirchhoff-Love para dar lugar al método MISIGA, que permite estimar los campos de deformación circunferencial ´ y longitudinal en vasos individuales. Como aplicación de relevancia médica, utilizamos el método SIGA para construir modelos geométricos del árbol bronquial de sujetos fumadores en estadios pre-COPD y COPD leve. A partir de estas representaciones, realizamos un estudio morfológico para comparar los biomarcadores geométricos de ambos grupos. Prevemos que el SIGA y el MISIGA pueden proporcionar evaluaciones geométricas y de deformación de alta fidelidad que pueden ser relevantes en el estudio del inicio y la progresión de la EPOC.
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    Morphological Analysis of Pressure Injury Images
    (IEEE, 2018) Sierra Sosa, Daniel; Ortiz Puerta, David; García Zapirain, Begoña; Elmaghraby, Adel
    This paper details the morphological analysis of pressure injuries when using a novel methodology developed to process medical images, intended to de-compose the contained information in different contrast levels. This technique was developed using parametric surface equations based on a toroidal geometry, which decompose the image vertically and horizontally by using synthetic frequencies calculated directly from the image. In conjunction with Otsu's threshold algorithm, this technique allows for development of a methodology that is similar to level set, where the objective is to calculate the curve that describes the contours from objects within an image without the need to solve a differential equation. After the decomposition and image binarization, morphological operations are used to obtain the entire domain of the desired object within an image. A data set with 37 images of pressure injuries, provided by the Centre IGURCO, were synthetized using the proposed methodology. In order to evaluate the performance, digital image correlation was used as a measure, where the segments obtained are compared with manual segmentation made by professionals. The results present percentage errors below the 9% for the used parameters with an average image correlation of 0.92 ± 0.036. The proposed methodology is therefore considered a good estimation using a consistent non-invasive technique for the assessment of the healing process of the wound.