immagini e bioimmagini - sira.diei.unipg.it ed informatica... · elaborazione immagini tac curve di...

Immagini e Bioimmagini

Immagini Bitmap

IMMAGINI BITMAP

Dette anche ‘vettorizzate’

Display

‘diminuire/aumentare la luminosità’= traslazione a sx /dx dell’istogramma

Istogramma delle luminanzeNel seguito supponiamo, per semplicità, una codifica con 10 livelli di grigio (0-9)

ELABORAZIONE DIGITALE ‘A POSTERIORI’: SU IMMAGINE GIA’ OTTENUTA

Immagine originaria Istogramma originario

Immagine originaria

ELABORAZIONE DIGITALE ‘A POSTERIORI’: SU IMMAGINE GIA’ OTTENUTA

Istogramma originario

‘aumentare /diminuire il contrasto’= ‘dilatare’ /comprimere l’istogramma lungo asse orizzontale

Elaborazione ottica delle immagini:

- luminosità = ‘traslazione’ istog.- contrasto = dilatazione/compressione asse x istog.

A posteriori: cambio l’apparenza, NON posso acquisire nuove informazioni

A priori: ottimizzo l’acquisizione: posso ottenere più informazioni

Elaborazione delle immagini: <lumC

orr

ezio

ne

aP

OST

ERIO

RI:

sem

plic

e el

abo

razi

on

e d

i im

mag

ine

(-2

)

Regolazione della luminosità A PRIORI (diaframma, filtri, minore dose nel caso di radiografia)

IMM

AG

INE

SOV

RA

ESP

OST

A

NON VEDO PIU’ I CAPELLIIN MODO DISTINTO

IL CAMICE RIMANE TUTTO DELLO STESSO COLORE

HO OTTENUTONUOVI DETTAGLI SUL CAMICE

NON VEDO PIU’ I CAPELLI IN MODO DISTINTO

Elaborazione delle immagini

Regolazione del contrasto aPRIORI: ottimizzazione RANGE per digitalizzazione

Correzione a POSTERIORI (x2)

Saturo i livelli alti, maOttengo più sfumature

Enfatizzo le differenze di grigio; saturo i livelli alti

Sovraesposta A posteriori = ‘scurisco’ A priori = Minore Intensità radiazione

Poco Contrastata A posteriori = aumento contrastoA priori: somministro liquido di contrasto

Elaborazione delle immagini:

GEOMETRIA- fattori di scala- deformazione

Sfera Ellissoide

Scaling-based morphing was used to enlarge the femoral head while leaving the remaining geometry unaltered (top row). Analytic-based morphing was used to apply a helicoidal rotation to adjust femoral anteversion (middle row) and to vary the shaft curvature (left side of the bottom row). Contour plots show zero deformation in purple and maximum deformation in red. Some of the panels show cut-out views with lines representing the outline of the baseline (black) and morphed (red) models. morphing deformations can be linearly combined, as illustrated by the cases with enlarged femoral heads and shaft changes (right side on the middle and bottom rows).

Deformazione (Morphing) per ottenere modello personalizzato da modello generico

Ricostruzioni 3D

• Tessuti identificati mediante tecniche di sogliatura (‘Thresholding’)• Unità di volume = Voxel

Utilizzo

• Indagini morfologiche: distanze, volumi, massa stimata ecc.

• Modelli matematici. Es: analisi strutturali nel caso di protesi ortopediche

STUDIO DI STABILITÀ,

DI MOBILITÀ ARTICOLARE

E DI LUSSAZIONE

DELL’ANCA PROTESIZZATA

MEDIANTE MODELLAZIONE MULTIBODY

POSSIBILI DINAMICHE DELLA LUSSAZIONE

Impingement protesico

Impingement osseo

La lussazione è l’evento per cui la testa del femore fuoriesce dalla cavità acetabolare

DESCRIZIONE DEL MODELLO

ELEMENTI MODELLATI

ELEMENTI ANATOMICI

Ø Semibacino

Ø Femore

ELEMENTI PROTESICI

Ø Cotile

Ø Testina

Ø Stelo

Ricostruzione geometria da TAC

RICOSTRUZIONE DA TAC

IL SEMIBACINO

Elaborazione immagini Tac

Curve di contorno

Curve di contorno

Modello solido

IL SEMIBACINO

RICOSTRUZIONE DA TAC

CARICHI E CONDIZIONI AL CONTORNO

Ø 3 g.d.l. per il bacino (3 traslazioni)Ø 1 g.d.l. per il femore (rotazione int/ext)Ø cotile solidale al bacinoØ testa solidale allo stelo femoraleØ stelo solidale al femoreØ carichi fisiologici (Bergmann)

MANOVRA DI LUSSAZIONE SIMULATA

ØRotazione interna/Rotazione esternaØFemore a 90° di flessione e 0° di adduzione

Azioni corrispondenti:ØAppoggiare il piede su un piano rialzato per allacciare la scarpaØRaccogliere un oggetto dal suoloØPiegamenti durante gli esercizi di riabilitazione

MATERIALI E METODI

CRITERI DI VALUTAZIONE

Range Of MotionROM

Angolo di rotazione int/est fino alla

lussazione

Momento torcente alla lussazione

MLUX

ANALISI PARAMETRICA

DIAMETRO TESTA: 22 mm, 28 mm, 32 mm

ANTIVERSIONE COTILE: -15°, 0°, 15°, 30°

INCLINAZIONE COTILE: 30°, 45°, 60°

INCLINAZIONE DEL COTILE

È l’angolo tra il piano tangente la coppa acetabolare e il piano trasversale

30°

45°

60°

ANTIVERSIONE DEL COTILE

È l’angolo tra l’asse acetabolare e il piano coronale

-15°

0°

15°

30°

ESEMPIO DI SIMULAZIONE

Impigement protesico (incl. 45°, antiver 15°)

Confronto dispositivi per fissazione esterna di bacino

a) b)

c) d)

Esempi di applicazioni in ambito odontostomatologico

Confronto tra diversi tipi di attacco utilizzanti in overdenture mandibolare ancorata a singolo impianto.

Confronto tra le distribuzioni di sollecitazioni indotte da diverse ricostruzioni protesiche