Spezifikation und Implementierung einer grafischen Benutzeroberfläche für das GREDEA-System

Student:Philipp Rößler
Title:Spezifikation und Implementierung einer grafischen Benutzeroberfläche für das GREDEA-System
Type:study thesis
Advisors:Kókai, G.
State:submitted on July 1, 2004
Prerequisits:
Topic:

Hintergrund:
Wir entwickeln in Kooperation mit der Augenklinik der Albert-Szent-Györgyi-Universität Szeged das GREDEA-System (Grammatical Retina Description with Evolutionary Algorithms). Der Grundgedanke hinter GREDEA ist, patientenspezifische Überwachungsprogramme für das Überprüfen der Blutzirkulation der menschlichen Retina zu entwickeln. Das System wird bei Patienten mit Diabetes angewandt, die über lange Zeiträume überwacht werden müssen,da ihre Retina besonders gefährdet ist. Betroffen sind vor allem die kleinen Blutgefäße, die diese Membran ernähren. Im frühen Stadium treten meist keine Symptome auf, so dass ein erfahrener Arzt die erweiterten Pupillen der Patienten regelmäßig untersuchen muß. Unser System hat im wesentlichen zwei Teile: Im ersten Teil, den man als Lernphase betrachten kann, wird eine individuelle Beschreibung der Blutzirkulation der menschlichen Retina für jeden Patienten erstellt. Um diese Beschreibung zu erhalten, beginnt der Prozess bei den Fundusbildern. Diese Bilder werden mit einem scanning laser ophthalmoscope (SLO) aufgenommen und mit Hilfe von verschiedenen Bildverarbeitungsmethoden vorverarbeitet. Dann wird ein parametrisches Lindenmayer-System (L-System) mit Hilfe von evolutionären Algorithmen entwickelt. Diese Grammatik beschreibt ein Muster, das dem Gefäßbaum des Patienten sehr nahe kommt. Dieses L-System kann gespeichert werden (es braucht weniger Speicher als die ursprüngliche Abbildung) und später benutzt werden, um zu vergleichen. Der zweite Teil ist dann die Anwendungsphase. Der Patient kommt erneut, um Untersuchungen vornehmen zu lassen und wieder werden Bilder von seinem Auge gemacht. Von diesen werden wiederum L-Systeme generiert. Aber jetzt dient das vorher generierte Ergebnis als Anfangspopulation des evolutionären Algorithmus. Als Ergebnis bekommen wir erneut ein L-System. Diese symbolische, parametrierte Beschreibung kann mit früheren Ergebnissen verglichen werden und als Eingabe eines Diagnostik-Moduls dienen.

Aufgabenstellung:
Die Aufgabe des Student ist folgende:

  • Erzeugung einer graphische Oberfläche des System. Es kann mit dem Tcl/Tk Umgebung gemacht werden Tcl/Tk Bibliotheken können mit den C- und C++-Programmen verbunden werden und diese Bibliotheken sind für verschiedene Plattformen (X Window, Macintosh, MS Windows systems) entwickelt.
  • Die Oberfläche muss alle Funktionen des Systems (Bildverarbeitung, Erzeugung der L-Systemen und Generation der Diagnose) unterstützen. Es muss ermöglicht werde neu aufgenommene Bildern einladen, speichern, vorverarbeiten und dass so erzeugtes Bild anzeigen.
  • Durch die Oberfläche muss die Kontrolle der Erzeugung der L-Systemen gewehrleistet sein. Es muss immer die Möglichkeit gegeben werden aus der grammatiaklischen Beschreibung das Retinabild herzustellen. Das Programm erlaubt die verschiedenen Aufnahmen eines Patienten immer anzuzeigen und unterstützt den Vergleich von zwei Bildern so, dass am Ende des Prozess die gefundenen Unterschiede visualisiert werden können. Damit unterstützt die Anwendung von GREDEA für in Informatik unerfahrene Ärzte.
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