Optimized High Resolution 3D Dense-U-Net Network for Brain and Spine Segmentation

The 3D image segmentation is the process of partitioning a digital 3D volumes into multiple segments. This paper presents a fully automatic method for high resolution 3D volumetric segmentation of medical image data using modern supervised deep learning approach. We introduce 3D Dense-U-Net neural network architecture implementing densely connected layers. It has been optimized for graphic process unit accelerated high resolution image processing on currently available hardware (Nvidia GTX 1080ti). The method has been evaluated on MRI brain 3D volumetric dataset and CT thoracic scan dataset for spine segmentation. In contrast with many previous methods, our approach is capable of precise segmentation of the input image data in the original resolution, without any pre-processing of the input image. It can process image data in 3D and has achieved accuracy of 99.72% on MRI brain dataset, which outperformed results achieved by human expert. On lumbar and thoracic vertebrae CT dataset it has achieved the accuracy of 99.80%. The architecture proposed in this paper can also be easily applied to any task already using U-Net network as a segmentation algorithm to enhance its results. Complete source code was released online under open-source license

Tracking Carotid Artery Wall Motion Using an Unscented Kalman Filter and Data Fusion

Analyzing the motion of the common carotid artery (CCA) wall yields effective indicators for atherosclerosis. In this work, we propose a state-space model and a tracking method for estimating the time-varying CCA wall radius from a B-mode ultrasound sequence of arbitrary length. We employ an unscented Kalman filter that fuses two sets of measurements produced by an optical flow algorithm and a CCA wall localization algorithm. This fusion-and-tracking approach ensures that feature drift, which tends to impair optical flow based methods, is compensated in a temporally consistent manner. Simulation results show that the proposed method outperforms a recently proposed optical flow based method

Medical image denoising by improved Kuan filter

This paper focuses on the issue of speckle noise and its suppression. Firstly, the multiplicative speckle noise model and its mathematical formulation are introduced. Then, certain de-noising methods are described together with possible improvements. On their basis, an improvement of Kuan method (KuanS) is proposed. Performance of proposed KuanS method is tested on real ultrasound images and synthetic images corrupted with speckle noise. PSNR, edge preservation, standard deviation of homogenous regions and SIR are used for the evaluation of quality of noise suppression. Performance of the KuanS is compared with other methods. The KuanS method achieves satisfactory results even in comparison with more complex methods (SRAD, wavelet based noise suppression)

Hydrodynamic analysis of basic equipment in units for the thermal processing of wastes

Termické zpracování odpadů je metoda, kdy při spalování dochází k redukci odpadů až na 10% původního objemu. Hlavní předností této metody je možnost využití tepla uvolněného spalováním odpadu pro výrobu tepelné či elektrické energie. Při termickém procesu však vzniká řada nežádoucích látek (NOx, CO, SO2, HCl, HF, PCDD/F), které se musí ze surových spalin odstranit nebo zredukovat na hodnoty dané platnou legislativou [16]. Za tímto účelem jsou spalovenské linky opatřeny řadou aparátů na odstranění těchto látek. Hlavní úkol této diplomové práce je výběr kritických aparátů z hlediska jejich tlakových ztrát. Hodnota tlakové ztráty hraje významnou roli při navržení výkonu spalinového ventilátoru. Při zvýšení či snížení celkové tlakové ztráty, roste či klesá spotřeba elektrické energie spalinového ventilátoru. Změna spotřeby se v celkovém hodnocení promítá v koeficientu efektivnosti energetického využití odpadů, kde se určuje zda jde jen o spalování odpadů či o jeho energetické využití. V první části diplomové práce jsou detailně popsány dostupné metody čištění spalin, kde je popsán jejich princip, výhody, nevýhody a porovnání jejich účinnosti. V další části diplomové práce je proveden vzorový příklad o vlivu určení technologie na celkovou hodnotu tlakových ztrát. Byly vybrány dvě technologie pro odstraňování dioxinů (technologie katalytické filtrace REMEDIA a DeNOx/DeDiox), kde se provedla detailní analýza tlakových ztrát jednotlivých komponent daných technologií. Následně byly dosažené výsledky mezi sebou porovnány a vyhodnoceny. Pro analýzu těchto dvou metod byl navržen matematický postup v softwaru Maple 9.5.Thermal processing of wastes is a metod, when during combustion occur reduction of wastes till 10% previous volume. The main advantage of this method is possibility to heat utilization for heat and electric production. Through thermic process develops range of pollutants (NOx, CO, SO2, HCl, HF, PCDD/F) that had to be remove from off-gas or reduced to enviromental values in agreement with laws in force [16]. For this purpose are combustion units equip with range of devices for removing this pollutans. The main task of this diploma thesis is selectoin of ctirical device in term of pressure drops. The value of pressure drop stands significant part in proposition of efficiecy off-gas fan. In increase or decrease total pressure drop consumption of electrical energy of off-gas fan is rising or going down. Change of consumption in total classification is projecting in energy utilization rate of waste where is determinate if it stands of energy utilizatoin or just incineration. In first part of diploma thesis are described in detail availability methods of off-gas cleaning where is described their principle, advanteges, disadvatages and comparison of effectivity. In second part of diploma thesis is made example model about influnce technology on value of total pressure drop. There were chosen two technologies for removing dioxins (technology of catalytic filtration REMEDIA and DeNox/DeDiox). For both technologies were made detailed analysis of pressure drops single components of these technologies. Attainment results were compared and rated with one another. For analysis these two methods were designed mathematical process in software Maple 9.5.

The Device for Low-Cost Measurement of 2D Thermal Distribution

The article describes a specialized device for measurement of thermal distribution of two dimensional surfaces for some applications in medical industry, and mechanical or civil engineering. The device is a substitution of expensive device for this kind of measurement is thermal camera which can be expensive for some application or should have the limitation of non-possibility to read temperature behind a barrier (wall, bandage)

Bodově distanční způsob analýzy obrazových sekvencí prostorově se měnícího objektu

Bodově distanční způsob analýzy obrazových sekvencí prostorově se měnícího objektu, zahrnuje podle řešení následující kroky: a) nejprve se obrazová sekvence o N snímcích objektu načte do výpočetní jednotky propojené se zobrazovací jednotkou a vstupním zařízením, b) načež se v referenčním snímku obrazové sekvence přes vstupní zařízení zadají alespoň dvě podoblasti vhodné ke sledování prostorových změn objektu, c) v každé ze zadaných podoblastí výpočetní jednotka nalezne alespoň jeden význačný bod mající vysoký jasový gradient vzhledem ke svému okolí, d) výpočetní jednotka vypočte těžiště význačných bodů v každé podoblasti a následně zjistí vzájemnou euklidovskou vzdálenost vypočtených těžišť, e) v každém dalším snímku obrazové sekvence se nalezne nová pozice původně vybraných význačných bodů a provede se krok d), f) vzdálenosti zjištěné pro jednotlivé snímky se zobrazí na zobrazovací jednotce