Computer modelling of vascular systems

A model of the vascular system perfusing an internal organ is presented in the paper. The system's development is driven by the increasing needs of growing tissue. The modelled network consists of 2 or 3 (in the case of the liver) vascular trees connected on the macro-cell level. Each appearance of a new macro-cell activates an angiogenic process. The geometry of newly formed vessels is determined as a result of local optimization of the bifurcation volume. The model can simulate modifications of the vascular network caused by pathological processes

Texture feature extraction in liver CT image analysis

W pracy przedstawiono nową metodę opisu tekstur, przystosowaną do analizy grupy obrazów, przedstawiających na różne sposoby ten sam fragment organu. Charakteryzując obszary zainteresowania, uwzględniono nie tylko cechy teksturalne wyliczone na ich podstawie, ale również ich zależność od warunków pozyskiwania obrazów. Zaproponowano kilka sposobów konstrukcji przestrzeni parametrów odzwierciedlających zmianę tekstury, która zachodzi pod wpływem zmian warunków akwizycji. Proponowaną metodę zweryfikowano doświadczalnie w klasyfikacji obrazów tomograficznych wątroby. Rozpoznawano cztery typy tkanki, dla każdego przypadku rozważono trzy momenty akwizycji, związane z obecnością i propagacją środka kontrastującego. Wyniki uzyskane przy użyciu różnych zestawów cech teksturalnych i klasyfikatora w postaci dipolowych drzew decyzyjnych pokazują, że uwzględnienie zmian tekstury pod wpływem propagacji środka kontrastującego znacznie poprawia diagnozę.In the work, a new method of texture characterization from multiple scan series is presented. Images with the same slice position, acquired at different conditions, are analyzed simultaneously. Thereby not only texture characteristics of the considered region of interest are taken into account, but also their variations over the different acquisition moments. A few approaches to description of these variations were proposed. They were applied in recognition of four types of hepatic tissue. Liver CT images were acquired during the three typical phases related to presence and propagation of contrast material. Experiments with various sets of texture parameters and dipolar decision tree as a classifier showed that simultaneous analysis of texture features derived from three subsequent acquisition moments could considerably improve the classification accuracy

Mechanizm zrównoważenia obciążenia w równoległej implementacji rozwoju sieci naczyń krwionośnych

In this paper, load balancing mechanisms in a parallel algorithm of vascular network development are investigated. The main attention is focused on the perfusion process (connection of new cells to vascular trees) as it is the most time demanding part of the vascular algorithm. We propose several techniques that aim at balancing load among processors, decreasing their idle time and reducing the communication overhead. The core solution is based on the centralized dynamic load balancing approach. The model behaviors are analyzed and a tradeoff between the different mechanisms is found. The proposed mechanisms are implemented on a computing cluster with the use of the message passing interface (MPI) standard. The experimental results show that the introduced improvements provide a more efficient solution and consequently further accelerate the simulation process.W artykule rozważane są mechanizmy zrównoważające obciążenie w równoległym algorytmie rozwoju sieci naczyń krwionośnych. Główną uwagę zwrócono na proces perfuzji (podłączanie nowych komórek do drzew krwionośnych) jako, że proces ten jest najbardziej czasochłonnym fragmentem rozpatrywanego algorytmu. Zaproponowane przez autorów rozwiązania mają na celu zrównoważenie obciążenia pomiędzy procesorami, skrócenie ich czasu bezczynności oraz zredukowanie narzutu komunikacyjnego. Jądro rozwiązania jest oparte na scentralizowanym dynamicznym podejściu równoważenia obciążenia. Zachowania modelu zostały przeanalizowane i kompromis pomiędzy różnymi technikami został zaproponowany. Przedstawione mechanizmy zostały zaimplementowane na klastrze obliczeniowym przy wykorzystaniu standardu MPI. Otrzymane rezultaty jednoznacznie pokazuja˛ iż wprowadzone usprawnienia zapewniają bardziej efektywne rozwiązanie co w konsekwencji pozwala na jeszcze większe przyśpieszenie procesu symulacji