Entwicklung eines Quellcodes zur semiautomatisierten Auswertung von Magnetresonanz-Datensätzen

Im Rahmen eines Projektes im Fraunhofer IZI wurden Hirninfarkte künstlich im Gehirn von Versuchsmäusen ausgelöst und diese mittels Magnetresonanztomographie gemessen und visualisiert. Dabei entstanden DICOM-Dateien, die mit Bildverarbeitungssoftware Fiji, ImageJ und 3D Slicer bearbeitet wurden. Mit Matlab sollen nun Programme geschrieben werden, die die Bearbeitungsschritte automatisieren und vereinfachen. In der Arbeit werden verschiedene Segmentierungsformen und Filter vorgestellt. In die Quellcodes wurden Schwellenwertverfahren und Verfahren der Aktiven Konturen implementiert. Ziel ist es, den Bildanteil des Infarkts zu separieren (segmentieren), diesen danach zu binarisieren um danach die Pixelanzahl ermitteln zu können. Aus der Anzahl der Pixel kann dann das Volumen des Schlaganfalles berechnet werden.

Metodologia a seguir per la reconstrucció d’imatges mèdiques i la seva transformació en geometries mallades per a l’ús computacional

Estudi elaborat a partir d’una estada a l'Imperial College of London, Gran Bretanya, entre setembre i desembre 2006. Disposar d'una geometria bona i ben definida és essencial per a poder resoldre eficientment molts dels models computacionals i poder obtenir uns resultats comparables a la realitat del problema. La reconstrucció d'imatges mèdiques permet transformar les imatges obtingudes amb tècniques de captació a geometries en formats de dades numèriques . En aquest text s'explica de forma qualitativa les diverses etapes que formen el procés de reconstrucció d'imatges mèdiques fins a finalment obtenir una malla triangular per a poder‐la processar en els algoritmes de càlcul. Aquest procés s'inicia a l'escàner MRI de The Royal Brompton Hospital de Londres del que s'obtenen imatges per a després poder‐les processar amb les eines CONGEN10 i SURFGEN per a un entorn MATLAB. Aquestes eines les han desenvolupat investigadors del Bioflow group del departament d'enginyeria aeronàutica del Imperial College of London i en l'ultim apartat del text es comenta un exemple d'una artèria que entra com a imatge mèdica i surt com a malla triangular processable amb qualsevol programari o algoritme que treballi amb malles.

Organització d'imatges segons contingut

Aquesta memòria farà un repàs sobre les característiques més importants de les imatges (color, textura i forma). La combinació d’aquestes característiques seran les que ens donaran un índex de semblança entre imatges, s’utilitzaran diferents mètodes sobre una base de dades relativament petita, unes 500 imatges obtingudes aleatòriament i on com a mínim existeixen dues imatges semblants, per tal d’extreure algunes conclusions. Finalment s’implementarà una petita aplicació en Matlab que utilitzi els algorismes que millor resultat donen per aquesta base de dades.

Implementación de técnicas de estimación y sincronización para sistemas OFDM: aplicación directa sobre la implementación de la capa física del estándar DVB-T

El sistema de modulación ODFM es utilizado en diversas aplicaciones de banda ancha, tanto en comunicaciones por cable como en aplicaciones inalámbricas. Presenta numerosas ventajas frente a sistemas de banda ancha de portadora única ya que permite una alta eficiencia espectral, una fácil ecualización y una reducción del ISI. Por el contrario, presenta dificultades inherentes a su estructura, que son de vital importancia solventar, entre las cuales se encuentran los altos requisitos de sincronización. Este proyecto presenta métodos de sincronización de tiempo y frecuencia implementados y evaluados sobre una plataforma software basada en Matlab®, que recoge el sistema completo de transmisión basado fielmente en el estándar DVB-T. Tras una presentación de los principios de la modulación OFDM, en este documento se presenta un estudio detallado de este sistema de transmisión y su implementación, formando conjuntamente una plataforma de simulación para la evaluación de los estimadores implementados.

Diseño cooperativo de un sistema de comunicaciones por satélite basado en diversidad espacial

En este proyecto se han presentado los modelos de distribución de canal más comunes que se puede encontrar una señal en una transmisión. Seguidamente se ha presentado el concepto de diversidad en comunicaciones inalámbricas terrestres y se ha trasladado el escenario a comunicaciones por satélite. Para analizar la calidad de los enlaces con diversidad se ha realizado un simulador, con Matlab, que modele la estructura básica de un sistema de comunicaciones (emisor, canal y receptor). Simulando las comunicaciones entre los diferentes sistemas de diversidad se ha podido comparar la calidad de cada enlace. El modelo Alamouti ha presentado una robustez y una baja probabilidad de error que hacen que sea la mejor elección a la hora de diseñar un sistema de diversidad para comunicaciones por satélite. Utiliza la diversidad de canal para aprovechar cada pizca de señal que recibe y así poder descifrar el mensaje enviado.

Scene classifier for real time road detection

L’objectiu principal del projecte és el de classificar escenes de carretera en funció del contingut de les imatges per així poder fer un desglossament sobre quin tipus de situació tenim en el moment. És important que fixem els paràmetres necessaris en funció de l’escenari en què ens trobem per tal de treure el màxim rendiment possible a cada un dels algoritmes. La seva funcionalitat doncs, ha de ser la d’avís i suport davant els diferents escenaris de conducció. És a dir, el resultat final ha de contenir un algoritme o aplicació capaç de classificar les imatges d’entrada en diferents tipus amb la màxima eficiència espacial i temporal possible. L’algoritme haurà de classificar les imatges en diferents escenaris. Els algoritmes hauran de ser parametritzables i fàcilment manejables per l’usuari. L’eina utilitzada per aconseguir aquests objectius serà el MATLAB amb les toolboxs de visió i xarxes neuronals instal·lades.

Estudi GPGPU dedicat al processament de neuroimatges

La tecnologia GPGPU permet paral∙lelitzar càlculs executant operacions aritmètiques en els múltiples processadors de que disposen els xips gràfics. S'ha fet servir l'entorn de desenvolupament CUDA de la companyia NVIDIA, que actualment és la solució GPGPU més avançada del mercat. L'algorisme de neuroimatge implementat pertany a un estudi VBM desenvolupat amb l'eina SPM. Es tracta concretament del procés de segmentació d'imatges de ressonància magnètica cerebrals, en els diferents teixits dels quals es composa el cervell: matèria blanca, matèria grisa i líquid cefaloraquidi. S'han implementat models en els llenguatges Matlab, C i CUDA, i s'ha fet un estudi comparatiu per plataformes hardware diferents.

Experimentació amb un receptor software GPS-Galileo d'alta sensibilitat per a entorns interiors

Este proyecto se centra en el análisis de señales GPS, utilizando un receptor software desarrollado con Matlab en un proyecto de investigación para la Agencia Espacial Europea (ESA), llevado a cabo por parte del departamento de Telecomunicaciones e Ingeniería de Sistemas de la ETSE. Este software utiliza técnicas de procesado de señal de alta sensibilidad (HS-GNSS) que permite al usuario determinar su posición en entornos de difícil propagación como puede ser el caso de los escenarios interiores. Los datos experimentales se analizan en función del nivel de multipath que afecta a la señal de cada uno de los satélites, y la degradación que los escenarios interiores provocan en las señales, a causa del mobiliario, paredes, personas, etc. Para analizar los datos experimentales, se ha utilizado una métrica presentada en el congreso internacional EuCAP 2009, con la que es posible caracterizar las señales en función del nivel de multipath.

Desarrollo de una aplicación web para representación de datos de posicionamiento

En aquesta memòria s’explica el desenvolupament d’una eina útil que permet a l’usuari visualitzar en l’aplicació Google Maps les dades de posicionament captats en una sessió GPS. En aquest projecte, hem dissenyat una aplicació Web en la qual recollim les dades ingressades per l’usuari mitjançant un formulari. Un cop emmagatzemades aquestes dades en el servidor, la nostra eina hi executa l’aplicació encarregada del càlcul de les posicions. Aquesta és un script desenvolupat en MATLAB, que s’encarrega d’interpretar les dades subministrades per l’usuari, amb les quals es poden calcular les coordenades captades pel receptor GPS. Una vegada calculades, el software les emmagatzema en el servidor, en un arxiu .xml, que serà el que posteriorment interpretarà Google Maps gràcies al seu API. D’aquesta manera, l’usuari obtindrà el resultat visual de la sessió GPS que hagi decidit carregar sense necessitat des disposar de cap software específic per a la interpretació i el càlcul de les dades que hi ha capturat.

Optimització i implementació en Simulink de l'adquisició d'un senyal GPS amb blocs FFT

Aquest projecte es tracta de la optimització i la implementació de l’etapa d’adquisició d’un receptor GPS. També inclou una revisió breu del sistema GPS i els seus principis de funcionament. El procés d’adquisició s’ha estudiat amb detall i programat en els entorns de treball Matlab i Simulink. El fet d’implementar aquesta etapa en dos entorns diferents ha estat molt útil tant de cara a l’aprenentatge com també per la comprovació dels resultats obtinguts. El principal objectiu del treball és el disseny d’un model Simulink que es capaç d’adquirir una senyal capturada amb hardware real. En realitat, s’han fet dues implementacions: una que utilitza blocs propis de Simulink i l’altra que utilitza blocs de la llibreria Xilinx. D’aquesta manera, posteriorment, es facilitaria la transició del model a la FPGA utilitzant l’entorn ISE de Xilinx. La implementació de l’etapa d’adquisició es basa en el mètode de cerca de fase de codi en paral·lel, el qual empra la operació correlació creuada mitjançant la transformada ràpida de Fourier (FFT). Per aquest procés es necessari realitzar dues transformades (per a la senyal entrant i el codi de referència) i una antitransformada de Fourier (per al resultat de la correlació). Per tal d’optimitzar el disseny s’utilitza un bloc FFT, ja que tres blocs consumeixen gran part dels recursos d’una FPGA. En lloc de replicar el bloc FFT, en el model el bloc és compartit en el temps gràcies a l’ús de buffers i commutadors, com a resultat la quantitat de recursos requerits per una implementació en una FPGA es podria reduir considerablement.

Modelado de una cámara de onda milimétrica

En aquest projecte s'ha dissenyat i simulat una càmera d'ones mil·limètriques mitjançant "Spinning Reflectors" amb l'objectiu d'estudiar la qualitat de les imatges obtingudes, així com determinar la configuració de reflectors acceptable per a la nostra càmera. Per al seu disseny, s'ha realitzat el model d'una antena Cassegrain amb botzina alimentadora a FEKO i s'han simulat els diagrames de radiació corresponents als diferents angles de rotació d'ambdós reflectors al voltant de l'eix en el qual estan situats. Finalment, a partir del principi de funcionament de la nostra càmera, s'ha exposat la seva implementació física i s'ha representat en Matlab la seva PSF (Point Spread Function) i la imatge d'un objecte arbitrari d'acord amb les tècniques de formació d'imatges.

Diseño y puesta en marcha de un laboratorio remoto de robótica

Este proyecto surge de la iniciativa de mejorar la calidad docente de las prácticas en la asignatura Robótica y Automatización Industrial impartida en la ETSE (Escola Tècnica Superior d’Enginyeria) de la UAB, mediante un sistema innovador. El objetivo es sustituir las actuales prácticas, basadas en la realización de simulaciones en entorno MATLAB para verificar las ecuaciones que gobiernan a los robots manipuladores, por un entorno de prácticas más atractivo consistente en un robot manipulador real, que podrá ser programado para la realización de tareas de PPO (Pick and Place Operation).

Entorn web per a consultes on-line sobre bases de dades d'imatges

Creació d'un entorn web que consisteix en un sistema per fer consultes en línia a bases de dades d'imatges. Aquestes consultes es fan per contingut, a partir de mètodes creats pel grup de recerca CAT (Color and Texture) del CVC (Centre de Visió per Computador). L'aplicació web permet afegir nous mètodes que els membres del grup han programat amb Matlab.

Quantification of dose nonuniformities by voxel-based dosimetry in patients receiving 90Y-ibritumomab-tiuxetan.

OBJECTIVE: To assess the impact of nonuniform dose distribution within lesions and tumor-involved organs of patients receiving Zevalin, and to discuss possible implications of equivalent uniform biological effective doses (EU-BED) on treatment efficacy and toxicity. MATLAB? -based software for voxel-based dosimetry was adopted for this purpose. METHODS: Eleven lesions from seven patients with either indolent or aggressive non-Hodgkin lymphoma were analyzed, along with four organs with disease. Absorbed doses were estimated by a direct integration of single-voxel kinetic data from serial tomographic images. After proper corrections, differential BED distributions and surviving cell fractions were estimated, allowing for the calculation of EU-BED. To quantify dose uniformity in each target area, a heterogeneity index was defined. RESULTS: Average doses were below those prescribed by conventional radiotherapy to eradicate lymphoma lesions. Dose heterogeneity and effect on tumor control varied among lesions, with no apparent relation to tumor mass. Although radiation doses to involved organs were safe, unexpected liver toxicity occurred in one patient who presented with a pattern of diffuse infiltration. CONCLUSION: Voxel-based dosimetry and radiobiologic modeling can be successfully applied to lesions and tumor-involved organs, representing a methodological advance over estimation of mean absorbed doses. However, effects on tumor control and organ toxicity still cannot be easily predicted.

Desenvolupament d'un memetracker - rastrejador de notícies

El projecte es centra en el desenvolupament d'un recol·lector de notícies publicades a una llarga llista de blocs ampliada contínuament pel desenvolupador i pels usuaris, afegint els seus blocs preferits. L'aplicació desenvolupada realitza una recol·lecció contínua de notícies consultant les possibles novetats que apareguin en cada un dels blocs inscrits a l'aplicació. Se'ls hi aplica un classificador per idioma i per temàtica i es relaciona amb les altres notícies existents si aquestes parlen sobre el mateix tema. En l'aplicació desenvolupada hi ha la possibilitat d'escollir entre les temàtiques ofertes i en l'idioma que ha estat publicada la notícia. Pel desenvolupament del projecte s'ha desitjat que la plataforma sigui el més compatible possible amb la tecnologia actual fent servir diversos llenguatges de programació que han permès desenvolupar cada un dels algorismes necessaris pel desenvolupament global de l'aplicació; en ordre d'ús he fet servir Php, Matlab, Html, MySql, CSS3, Javascript i XML. s'ha de destacar que el projecte aporta una comoditat per tots aquells lectors de blocs que es troben tantes vegades amb notícies ja llegides en els diferents blocs que consulten.