Evaluación de técnicas de navegación para colonoscopia virtual
Para citar o enlazar este item, por favor use el siguiente identificador:
http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/31622Registro completo de metadatos
| Campo DC | Valor | Lengua/Idioma |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | Narváez Espinoza, Fabián Rodrigo | - |
| dc.contributor.author | Rubio Salazar, Paulo César | - |
| dc.date.accessioned | 2025-10-24T15:01:15Z | - |
| dc.date.available | 2025-10-24T15:01:15Z | - |
| dc.date.issued | 2025 | - |
| dc.identifier.uri | http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/31622 | - |
| dc.description | La colonoscopia virtual (CTC) es una técnica no invasiva que permite analizar el interior del colon a partir de imágenes de tomografía computarizada, reconstruir su estructura tridimensional y realizar una navegación virtual a través del modelo 3D generado, lo que posibilita una exploración interna sin procedimientos invasivos, apoyando la evaluación de la estructura del lumen del colón y el desarrollo de estrategias de navegación endoluminal. Este trabajo tiene como propósito comparar dos enfoques aplicados en la navegación dentro de entornos tridimensionales del colon: la navegación interactiva guiada por cobertura (ColNav) y la navegación automática basada en campos vectoriales libres de singularidades (SF-GVF). A partir de un estudio clínico extraído del repositorio TCIA (ACRIN 6664), se reconstruyó un modelo tridimensional del colon siguiendo un flujo metodológico que comprendió la segmentación del lumen mediante umbralización y operaciones morfológicas en 3D Slicer, la reconstrucción superficial y la extracción de la línea central con VMTK, la cual fue suavizada mediante interpolación B-spline para obtener una trayectoria continua de la anatomía interna del colón Sobre este modelo anatómico se implementaron y evaluaron dos técnicas de navegación. En el caso de ColNav, se desarrolló un entorno interactivo con un mapa desplegado en dos dimensiones que facilito la visualización angular del lumen y el mapeo del movimiento según las regiones no observadas, lo que permitío un control de la cobertura del recorrido. Por otra parte, el método SF-GVF generó un campo vectorial continuo, libre de singularidades, que orientó el desplazamiento a través del lumen, manteniendo la dirección de avance de forma automática. Ambos enfoques fueron sometidos al mismo conjunto de condiciones experimentales con el fin de garantizar la comparabilidad de los resultados, utilizando una geometría idéntica, parámetros de simulación y un sistema de visualización. La evaluación cuantitativa se realizó mediante métricas empleadas en estudios reportados en la literatura reciente sobre navegación virtual, lo que permitió comparar el desempeño de las técnicas implementadas, tales como la cobertura global, la desviación respecto a la línea central, la redundancia y el número total de pasos. Los resultados experimentales mostraron diferencias en el patrón de exploración, con ColNav orientado hacia decisiones locales dependientes de la visibilidad y SF-GVF priorizando trayectorias continuas con menor repetición del recorrido. Este estudio propone un protocolo reproducible de reconstrucción, implementación y medición que puede servir como referencia para la validación de nuevas estrategias de navegación en colonoscopia virtual y su extensión hacia otros algoritmos o conjuntos de datos en el análisis tridimensional del colon. | spa |
| dc.description.abstract | Virtual colonoscopy (CTC) is a non-invasive technique that enables the analysis of the colon’s interior using computed tomography images, allowing for the reconstruction of its three-dimensional structure and virtual navigation through the generated 3D model. This approach facilitates internal exploration without invasive procedures, supporting the evaluation of the colonic lumen structure and the development of endoluminal navigation strategies. The purpose of this work is to compare two approaches applied to navigation within three-dimensional colon environments: interactive coverage-guided navigation (ColNav) and automatic navigation based on singularity-free vector fields (SF-GVF). Using a clinical study extracted from the TCIA repository (ACRIN 6664), a 3D model of the colon was reconstructed following a methodological workflow that included lumen segmentation through thresholding and morphological operations in 3D Slicer, surface reconstruction, and centerline extraction with VMTK, which was smoothed using B-spline interpolation to obtain a continuous trajectory of the internal anatomy. On this anatomical model, two navigation techniques were implemented and evaluated. In the case of ColNav, an interactive environment was developed with a two-dimensional unfolded map that facilitated angular visualization of the lumen and motion mapping according to unobserved regions, enabling control over the coverage of the traversal. In contrast, the SFGVF method generated a continuous, singularity-free vector field that guided movement through the lumen while automatically maintaining the direction of advancement. Both approaches were tested under the same experimental conditions to ensure comparability of results, using identical geometry, simulation parameters, and visualization systems. Quantitative evaluation was carried out using metrics reported in recent literature on virtual navigation, allowing the performance of the implemented techniques to be compared in terms of global coverage, deviation from the centerline, redundancy, and total number of steps. The experimental results revealed differences in exploration patterns, with ColNav oriented toward local visibility-dependent decisions, and SF-GVF favoring continuous trajectories with fewer repetitions. This study proposes a reproducible protocol for reconstruction, implementation, and measurement that may serve as a reference for validating new navigation strategies in virtual colonoscopy and for extending these approaches to other algorithms or datasets in three-dimensional colon analysis. | spa |
| dc.language.iso | spa | spa |
| dc.rights | openAccess | spa |
| dc.rights | Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 Ecuador | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/ec/ | * |
| dc.title | Evaluación de técnicas de navegación para colonoscopia virtual | spa |
| dc.type | bachelorThesis | spa |
| ups.carrera | Biomedicina | spa |
| ups.sede | Sede Quito | spa |
| Pertenece a las colecciones: | Grado | |
Ficheros en este ítem:
| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| TTQ2494.pdf | Texto completo | 10,03 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Este ítem está sujeto a una licencia Creative Commons Licencia Creative Commons