dizertační práce

Metody detekce, segmentace a klasifikace obtížně definovatelných kostních nádorových lézí ve 3D CT datech

Text práce 19.11 MB Teze 4.2 MB

Autor práce: Ing. Jiří Chmelík, Ph.D.

Ak. rok: 2020/2021

Vedoucí: prof. Ing. Jiří Jan, CSc.

Oponenti: prof. Ing. Jan Flusser, DrSc., prof. RNDr. Michal Kozubek, Ph.D.

Abstrakt:

Cílem této práce byl vývoj algoritmů pro detekci, segmentaci a klasifikaci obtížně definovatelných kostních metastatických nádorových lézí v oblasti páteře z obrazových CT dat. Pro tyto účely byla vytvořena pacientská databáze anotovaná lékařskými experty. Postupně byly navrženy tři metody, z nichž první je založena na přepracování a kombinaci metod dostupných z předchozího řešení projektu, druhá je velmi rychlá varianta založená na fuzzy k-means shlukové analýze, třetí metoda využívá moderních metod strojového učení, konkrétně hluboké učení konvolučních neuronových sítí. Dále byla navržena modifikace upřesňující výsledky následnou meta-analýzou nalezených kandidátů lézí pomocí náhodného lesa. Dosažené výsledky byly objektivně vyhodnoceny a porovnány s výsledky algoritmů publikovaných jinými autory. Pro hodnocení byly použity dva přístupy: technický, voxelově založený a klinický, objektově založený. Dosažené výsledky byly následně zhodnoceny a diskutovány.

Klíčová slova:

segmentace, klasifikace, detekce, nádor, léze, metastáza, obratel, páteř, CT, strojové
učení, CNN, hluboké učení

Termín obhajoby

29.9.2020

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaPznamka

Průběh obhajoby

Doktorand ve vymezeném čase dostatečně podrobně prezentoval výsledky své dizertační práce. V rámci diskuse uspokojivě odpověděl na dotazy obou oponentů a dotazy dalších členů komise.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Elektrotechnika a komunikační technologie (EKT-PK)

Studijní obor

Biomedicínská elektronika a biokybernetika (PK-BEB)

Složení komise

prof. Ing. Ivo Provazník, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Radim Kolář, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Adam Herout, Ph.D. (člen)
Prof. MUDr. Milan Brázdil, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Lenka Lhotská, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jan Flusser, Ph.D. DSc. - oponent (člen)
prof. RNDr. Michal Kozubek, Ph.D. - oponent (člen)

Posudek vedoucího
prof. Ing. Jiří Jan, CSc.

Ing. Jiří Chmelík se zabýval problémem detekce, segmentace a klasifikace kostních lézí v rámci výzkumné spolupráce s firmou Philips. Vycházel z předchozího stavu řešení pomocí klasických metod texturní analýzy apod. a tyto přístupy výrazně vylepšil využitím dokonalejších přístupů jak s hlediska správnosti výsledků, tak i výpočetní náročnosti. Následně použil odlišného moderního přístupu, založeného na učících se algoritmech a s využitím vlastní struktury konvoluční neuronové sítě dosáhl řádového zrychlení výpočtu. Výpočet doplnil následným hodnocením výsledků, jež umožnilo významné snížení falešně pozitivních případů. Práci doktoranda na disertaci hodnotím jako motivovanou, iniciativní a svědomitou, s výsledkem, splňujicím náročné zadání a s řadou dílčích  původních metodických výsledků, které byly kvalitně publikovány.

Posudek oponenta
prof. Ing. Jan Flusser, DrSc.

viz příloha pdf
Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 804.37 kB

viz příloha pdf
Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 3.36 MB