Procedimiento para el estudio de espinas dendríticas con técnicas de morfometría geométrica

Encinas Ramos, Ignacio Javier (2021). Procedimiento para el estudio de espinas dendríticas con técnicas de morfometría geométrica. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S. de Ingenieros Informáticos (UPM), Madrid, España.

Description

Title: Procedimiento para el estudio de espinas dendríticas con técnicas de morfometría geométrica
Author/s:
  • Encinas Ramos, Ignacio Javier
Contributor/s:
  • Merchán Pérez, Ángel
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Matemáticas e Informática
Date: May 2021
Subjects:
Faculty: E.T.S. de Ingenieros Informáticos (UPM)
Department: Arquitectura y Tecnología de Sistemas Informáticos
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

Contamos con una amplia colección de espinas dendríticas procesadas como mallas triangulares tridimensionales, lo que nos permitirá tratarlas por medio de software que permitan el modelado y la transformación de estas estructuras. Nuestro objetivo final será comparar algunas de estas espinas por medio de alguna técnica del campo de la morfometría geométrica, es decir, analizando las características geométricas más definitorias de la forma. Con este objetivo, vamos a generar una base de datos de espinas dendríticas, a través de la cuál podremos acceder a ellas en función de sus principales características para su futura comparación. Para ello generaremos un script que se encargue de calcular la ruta a cada imagen para poder cargarlas de forma recursiva en un programa que pueda tratarlas, o para visualizarlas de forma conjunta. Ello lleva consigo la programación de una serie de consultas a la base de datos para poder recuperar las imágenes que deseemos comparar en cada momento. También se desarrollará un procedimiento para comprobar la inexistencia de errores y, secuencialmente, simplificar y suavizar los modelos de las espinas. El paso de suavizado se realizará únicamente de forma estética, pues la aplicación de estos filtros genera un cambio en volumen de los modelos, cosa que no nos interesa pues a la hora de la comparación necesitamos que este campo permanezca invarible. Durante este proceso recavaremos información sobre algunos de los software disponibles para evaluarlos en su posible empleo en el área de la morfometría geométrica. Entre los softwares comparados encontramos Blender, conocido en el ámbito de la animación y la programación de videojuegos y MeshLab, más específico y especializado en el tratamiento de mallas. Finalmente, discutiremos algunos de los métodos existentes dentro del campo de la morfometría geométrica, concretamente aquellos basados en puntos de referencia y alternativas a la gran restricción de conocer y calcular estos puntos tan específicos. Veremos que la topología es un área fuertemente presente en estas técnicas, y trataremos de servirnos de la Distancia Hausdorff para generar un procedimiento sencillo para estudiar similitudes entre las mallas.---ABSTRACT---We posses a great collection of dendritic spines processed as three dimensional triangular meshes. This fact allows us to manipulate them through the usage of any specific software that contains the appropriate tools for it. The final objective of this project will be to compare a small group of these spines through a geometric morphometric analysis, in other words, analysing and comparing the most defining features of their shapes. In pursuit of this objective, we will design a database to safeguard all the information of said dendritic spines, in order to be able to access their models faster and more efficiently in the future, filtering them according to their most defining characteristics. We will create a script with the purpose of calculating the route to each of the archives that contain the spine’s models in order to load them into a software of our choice to smooth and visualize them through a process we deem appropriate. This will in turn require a series of queries which will retrieve the routes to the spines from the database. We will also develop a simple algorithm to check for errors in the mesh’s topology, to simplify the mesh by reducing the number of faces and vertexes, and to smooth the mesh in order to make it more visually appealing. The smoothing process will be performed exclusively for the visualization of the spines since the filters used to achieve this effect will modify the volume of the mesh, something we will learn to want to avoid for a better approximation in the analysis of the shape. During this process, and also through its development, we compare Blender and MeshLab as the two most likely choices among the available software that could be employed for the task at hand, eventually settling for a specific one to develop the project with. Finally, we will discuss the field of morphometrics and, specifically within geometrical morphometrics, an alternative to the usually employed method based on the utilization of landmarks. We will consider a topological approach to face this task and will aim to utilize the Hausdorff Distance to generate a simple approximation in shape analysis.

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Item ID: 68587
DC Identifier: https://oa.upm.es/68587/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:68587
Deposited by: Biblioteca Facultad de Informatica
Deposited on: 21 Sep 2021 08:59
Last Modified: 21 Sep 2021 08:59
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