Inteligência artificial aplicada na quantificação de nódulos pulmonares em imagens de tomografia computadorizada

dc.contributor.advisor-co1Martins, Marcella Scoczynski Ribeiro
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5212122361603572
dc.contributor.advisor1Calixto, Wesley Pacheco
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9073478192027867
dc.contributor.referee1Calixto, Wesley Pacheco
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9073478192027867
dc.contributor.referee2Martins, Marcella Scoczynski Ribeiro
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5212122361603572
dc.contributor.referee3Siqueira, Hugo Valadares
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/6904980376005290
dc.contributor.referee4Ribeiro, Guilherme Alberto Souza
dc.contributor.referee5Cruz Junior , Gelson da
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/4370555454162131
dc.creatorCamargo, Thiago Fellipe Ortiz de
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/2280450543636040
dc.date.accessioned2025-09-24T18:58:44Z
dc.date.available2025-09-24T18:58:44Z
dc.date.issued2025-06-11
dc.description.abstractAccurate quantification of pulmonary nodules in computed tomography remains challenging due to interobserver variability and the lack of scalable methods capable of generalizing across heterogeneous datasets. This study proposes an automated solution that integrates deep learning to generate nodule segmentation masks and compute volumetric measurements using spatial information from the images. The methodology is structured into three main stages: data preparation and pre-processing, model training and validation, and performance evaluation. The use of the nnU-Net architecture, which automates pre-processing, segmentation, and post-processing, provides scalability and dynamic adaptation to the workflow, enhancing the clinical applicability of the solution. The results indicate consistent volume and diameter measurements across successive scans and strong agreement with consensus masks, even for anatomically complex nodules. The 3D U-Net architecture achieved a mean Dice coefficient of DC = 0.7846 with a standard deviation of σ = 0.18, outperforming the interobserver Dice index of DC = 0.5218 and exhibiting a low volumetric deviation between acquisitions. The proposed methodology advances automated quantification of pulmonary nodules, offering a resilient and adaptable solution to support medical diagnosis in real-world clinical scenarios.eng
dc.description.resumoA quantificação precisa de nódulos pulmonares em tomografias computadorizadas enfrenta desafios relacionados à variabilidade interobservador e à ausência de métodos escaláveis capazes de generalizar entre bases de dados heterogêneas. Este estudo propõe uma solução automatizada que integra aprendizado profundo para gerar máscaras de segmentação de nódulos e calcular volumes de maneira precisa, utilizando informações espaciais das imagens. A metodologia é estruturada em três etapas principais: preparação e processamento dos dados, treinamento e validação do modelo de segmentação, e avaliação da eficiência da solução. A utilização da arquitetura nnU-Net, que automatiza o pré-processamento, a segmentação e o pós-processamento, confere escalabilidade e adaptação dinâmica ao fluxo de trabalho, potencializando a aplicabilidade clínica da proposta. Os resultados indicam estabilidade nas medições de volume e diâmetro em exames sucessivos e alta aproximação às máscaras de consenso, mesmo em nódulos de anatomia complexa. A arquitetura U-Net 3D F destaca-se, alcançando DC = 0,7846$ com desvio padrão σ = 0,18, superando o índice interobservador de DC = 0,5218 e demonstrando baixo desvio volumétrico entre aquisições. A metodologia desenvolvida promove avanços na quantificação automatizada de nódulos pulmonares, oferecendo solução resiliente e adaptável para suporte ao diagnóstico médico em cenários clínicos reais.
dc.identifier.citationCAMARGO, T. F. O. Inteligência artificial aplicada na quantificação de nódulos pulmonares em imagens de tomografia computadorizada, 2025. 102 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e da Computação) – Escola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2025.
dc.identifier.urihttps://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/14733
dc.languagePortuguêspor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEscola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação - EMC (RMG)
dc.publisher.initialsUFGpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Elétrica e da Computação (EMC)
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectNódulo pulmonarpor
dc.subjectAprendizado profundopor
dc.subjectTomografia computadorizadapor
dc.subjectQuantificaçãopor
dc.subjectSegmentação semânticapor
dc.subjectLung noduleeng
dc.subjectDeep learningeng
dc.subjectComputed tomographyeng
dc.subjectQuantificationeng
dc.subjectSemantic segmentation.eng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
dc.titleInteligência artificial aplicada na quantificação de nódulos pulmonares em imagens de tomografia computadorizada
dc.title.alternativeArtificial intelligence applied to the quantification of pulmonary nodules in computed tomography imageseng
dc.typeDissertação

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