Fusion of thermal and three-dimensional data for chronic wound monitoring
Fusion des données thermiques et tridimensionnelles pour le suivi des plaies chroniques
Résumé
Chronic wounds are a serious health problem because they do not follow a normal healing process and takea long time to heal. Monitoring the evolution of the wound is vital to evaluate the current treatment and determine the need for a different approach. Traditionally, this assessment is based on manual measurements and visual observation, which can be subjective and non-quantitative, leading to uncertainty in patient follow up.This thesis proposes to leverage color and thermal imaging from cameras embedded in a smartphone to provide a non-invasive tool for wound assessment. Standard and low-cost devices ensure its applicability and scalability in clinical setting, with fast and straightforward acquisition. We propose a methodology to create realistic and accurate 3D thermal models from a limited set of images captured with portable devices and using freehand shooting. In addition, the proposed methodology was tested in several cases of wounds, and a proof of concept of the measurements obtained with the 3D thermal model was demonstrated for wound evaluation in a clinical study in a medical center in Lima, Peru.
Las heridas crónicas constituyen un grave problema de salud porque no siguen un proceso normal de cicatrización y tardan mucho tiempo en curar. El seguimiento de la evolución de la heridad es vital para evaluar el tratamiento actual y determinar la necesidad de un enfoque diferente. Tradicionalmente, esta evaluación se basa en mediciones manuales y en la observación visual, que pueden ser subjetivas y no cuantitativas, lo que genera incertidumbre en el seguimiento del paciente. Esta tesis propone aprovechar las imágenes térmicas y a color de cámaras integradas en un smartphone para proporcionar una herramienta no invasiva de evaluación de heridas. Los dispositivos estándar y asequibles permiten su aplicabilidad y escalabilidad en entornos clínicos. Proponemos una metodología para crear modelos térmicos 3D realistas y precisos a partir de un conjunto de imágenes captadas con dispositivos asequibles y portátiles. Este enfoque se automatizó y evaluó en entornos clínicos sobre un total de 68 casos de heridas con distintos grados de gravedad,en Lima, Perú. Nuestros hallazgos muestran la viabilidad de este método y destacan su potencial para la evaluación de heridas mediante el uso de métricas térmicas derivadas de los modelos térmicos 3D.
Les plaies chroniques constituent un problème de santé grave car elles ne suivent pas un processus de guérison normal et prennent beaucoup de temps à guérir. Le suivi de l'évolution de la plaie est vital pour évaluer le traitement actuel et déterminer la nécessité d'une approche différente. Traditionnellement, cette évaluation est basée sur des mesures manuelles et une observation visuelle, qui peuvent être subjectives et non quantitatives, entraînant une incertitude dans le suivi du patient. Cette thèse propose d'exploiter l'imagerie couleur et thermique des caméras embarquées dans un smartphone pour fournir un outil non invasif d'évaluation des plaies. Des appareils standard et peu coûteux garantissent son applicabilité et son évolutivité en milieu clinique, avec une acquisition rapide et simple. Une méthodologie a été proposée pour créer des modèles thermiques 3D réalistes et précis à partir d'un ensemble limité d'images capturées avec des appareils portables et en utilisant la prise de vue à main levée.En outre, la méthodologie proposée a été testée dans plusieurs cas de blessures, et une preuve de concept des mesures obtenues avec le modèle thermique 3D a été démontrée pour l'évaluation des blessures dans une étude clinique dans un centre médical à Lima, au Pérou.
Origine : Version validée par le jury (STAR)