Platform for analysis of images with linear structures and its application to the nerve fibers of the white matter in diffusion tensor magnetic resonance imaging tractography

Niniejsza praca przedstawia sposoby analizy obrazów ze strukturami liniowym, w szczególności skupia się na zdjęciach MRI przetworzonych techniką traktografii. Obrazy można analizować na wiele różnych sposobów. Autor koncentruje się na omawianiu dwóch z nich: na analizie fraktalnej oraz klastrowaniu danych. Pierwsza z nich znajduje zastosowanie w opisie wszelkich skomplikowanych figur samopodobnych. Druga skupia się na grupowaniu danych w zbiory otrzymując spójne klastry zawierające elementy do siebie podobne. Po zbadaniu ich możliwości autor zaprojektował oraz zaimplementował bardzo elastyczną platformę do przetwarzania różnorodnych obrazów ze strukturami liniowymi, bazując na nowoczesnych technikach projektowania, takich jak wzorce projektowe oraz programowanie abstrakcyjne. Powstała platforma umożliwiła wykonanie eksperymentów na sztucznych zdjęciach dwuwymiarowych oraz danych trójwymiarowych uzyskanych w wyniku traktografii. Praca powstała przy współpracy z Centrum Medycznym iMed24 S.A.

The following thesis describes methods of analysis of images with linear structures, in particular it concentrates on tractography data acquired from MRI images. Images can be analysed in many different ways. Author concentrates on two approaches: fractal analysis and data clustering. First of them can be applied in description of any complex self-similar shapes. Second focuses on grouping data into sets getting coherent clusters with similar elements. After examining their abilities author has designed and implemented a very flexible platform for processing a variety of images with linear structures, based on modern design techniques, such as design patterns and abstract programming. The resulting platform has enabled to perform experiments on artificial images of two-dimensional and three-dimensional data obtained by tractography. This thesis was written in cooperation with the Medical Center iMed24 S.A.