Itk y vtk: ingeniería inversa y análisis de arquitectura pipeline

CIS1430TK01

ITK Y VTK: INGENIERÍA INVERSA Y ANÁLISIS DE ARQUITECTURA PIPELINE

SUSANA MARGARITA AGUILERA CHAR

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

FACULTAD DE INGENIERIA

CARRERA DE INGENIERIA DE SISTEMAS

BOGOTÁ, D.C.

2015
CIS1430TK01

ITK Y VTK: INGENIERÍA INVERSA Y ANÁLISIS DE ARQUITECTURA PIPELINE

Autor:

Susana Margarita Aguilera Char

MEMORIA DEL TRABAJO DE GRADO REALIZADO PARA CUMPLIR UNO DE LOS REQUISITOS PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO DE SISTEMAS

Director

Leonardo Flórez Valencia

Jurados del Trabajo de Grado

Jaime Pavlich-Mariscal

Jose Hernando Hurtado Rojas

Página web del Trabajo de Grado

http://pegasus.javeriana.edu.co/~CIS1430TK01

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

FACULTAD DE INGENIERIA

CARRERA DE INGENIERIA DE SISTEMAS

BOGOTÁ, D.C.

Noviembre, 2015

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

FACULTAD DE INGENIERIA

CARRERA DE INGENIERIA DE SISTEMAS

Rector Magnífico

Jorge Humberto Peláez Piedrahita, S.J.

Decano Académico Facultad de Ingeniería

Ingeniero Jorge Luis Sánchez Téllez

Decano del Medio Universitario Facultad de Ingeniería

P. Antonio José Sarmiento Nova, S.J.

Director de la Carrera de Ingeniería de Sistemas

Ingeniero Germán Alberto Chavarro Flórez

Director Departamento de Ingeniería de Sistemas

Ingeniero Rafael Andrés González Rivera

Artículo 23 de la Resolución No. 1 de Junio de 1946

“La Universidad no se hace responsable de los conceptos emitidos por sus alumnos en sus proyectos de grado. Sólo velará porque no se publique nada contrario al dogma y la moral católica y porque no contengan ataques o polémicas puramente personales. Antes bien, que se vean en ellos el anhelo de buscar la verdad y la Justicia”
AGRADECIMIENTOS

Este proyecto no hubiese sido posible sin la orientación constante y la paciencia del Ingeniero Leonardo Flórez-Valencia, que aunque se encontrara en otro país siempre estuvo ahí para apoyarme durante todo el proceso, y por eso es la primera persona a la que deseo agradecerle. Así mismo, no hubiese podido llegar a estas instancias de la carrera sin el gran apoyo de mis padres que todos los días hacen todo lo que esta en sus manos para poder brindarme a mi y a mi hermana la mejor educación posible. A mi hermana por estar conmigo y apoyarme durante mis primeros semestres, cuidarme, quererme, y por incentivarme a cambiarme de carrera. Por último pero no menos importante, mis amigos, que hicieron de esta etapa de mi vida mucho más valiosa y memorable.

CONTENIDO

CONTENIDO 6

Tabla de Figuras 7

I – INTRODUCCIÓN 9

II - DESCRIPCION GENERAL 11

1.Oportunidad, Problemática, Antecedentes 11

1.1.Formulación del problema que se resolvió 12

1.2.Justificación del problema 12

1.3.Impacto Esperado 13

2.Descripción del Proyecto 14

2.1.Objetivo general 14

2.2.Objetivos específicos 14

3.Metodología 14

III - CONTRIBUCIONES 16

1.Conceptos Fundamentales 16

2.Estado del Arte 17

2.1.Medical Image Processing, Analysis, and Visualization (MIPAV): 17

2.2.CreaTools: 18

2.3.Medical Imaging Interaction Toolkit (MITK): 19

2.4.VolView: 19

2.5.Khoros 20

3.Justificación 21

4.Descripción de la Solución 22

4.1.Iniciación 22

4.2.Elaboración 29

4.3.Construcción 35

5.Validación 42

6.Validación y Resultados 42

7.Análisis de Impacto 43

8.Conclusiones 43

IV- REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA 47

IV - ANEXOS 51

Anexo 1. Especificación de los Casos de Uso 51

Anexo 2. Especificación de los Requerimientos 51

Anexo 3. Documentación del Código 51

Tabla de Figuras

ABSTRACT

Degree work project where a modified version of the RUP methodology was used to do an investigation where a reverse engineer process was used to identify the pipeline architecture of the image processing libraries ITK and VTK. At the same time, a prototype of a user interface for the edition of pipelines was done to contribute in the development of data flows for the creation of new processing algorithms.

RESUMEN

Proyecto de Trabajo de Grado en donde se utilizó una versión modificada de la metodología RUP para realizar un proceso de investigación a partir de un proceso de ingeniería inversa en donde se identificó la arquitectura de pipelines de las librerías de procesamiento de imágenes ITK y VTK. Así mismo, se realizó un prototipo de una interfaz para la edición de pipelines que aporte al desarrollo de flujo de datos para la creación de nuevos algoritmos de procesamiento.

I – INTRODUCCIÓN

En 1901 Wilhelm Roentgen recibe el premio Nobel de Física por el descubrimiento de los rayos X, y desde entonces comienza la exploración de la medicina dentro del campo de la visualización del cuerpo haciendo uso de imágenes. Setenta años más tarde, se usan los rayos X y los computadores para producir las primeras imágenes en el ámbito del procesamiento de imágenes, llamadas TAC, o Tomografía Axial Computarizada[4]. Hoy en día la visualización de imágenes médicas se utiliza como método de diagnostico, terapia, y para asistir en cirugías medicas para el tratamiento de pacientes[42].

Este documento condensa el análisis y las actividades realizadas en un proyecto enfocado en la investigación de librerías de procesamiento de imágenes para contribuir tanto en el campo de la ingeniería como, en largo plazo, la medicina. Esta investigación nace en el grupo de Investigación TAKINA de la Pontificia Universidad Javeriana, a partir de la necesidad de la generación de algoritmos más precisos para asistir a los médicos a un diagnostico más certero y rápido. Para poder lograr esto se propone un mayor aprovechamiento de herramientas ya disponibles de procesamiento, al brindar conocimiento sobre sus bases. Al mismo tiempo, se presenta un prototipo de una interfaz para realizar flujos de procesamiento a partir de la investigación realizada.

Por lo tanto, para poder justificar y demostrar el proceso de desarrollo y resultados del proyecto se encuentran detalladas en este documento las siguientes secciones: Descripción General, la cual realiza una contextualización de la razón por la cual es importante realizar este proyecto, identificando la problemática, la oportunidad y justificando la importancia del proyecto y su impacto. Al mismo tiempo se definen los objetivos y la metodología a seguir la cual se verá reflejada en la sección que sigue, la cual es la de las Contribuciones. Esta última sección tiene como propósito explicar las bases y los proyectos relacionados, para luego detallar el proceso que se realizó, siguiendo la metodología propuesta. A partir de esto se describen los resultados, que incluye el prototipo propuesto, y el impacto que esta investigación genera, y luego culmina con las conclusiones generadas a partir de la investigación, los resultados y el aprendizaje obtenido al realizar el proyecto.