Presentazione di PowerPoint - Università degli Studi di Trieste

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Università degli Studi di Trieste
Dipartimento di Elettrotecnica, Elettronica e Informatica
Gruppo di Bioingegneria ed ICT
Paolo Inchingolo (responsabile), Federica Vatta, Paolo Bruno, Stefano Mininel,
Andrea Collaone, Alberto Magrofuoco
Attività di ricerca:
Studio e sviluppo di strumenti avanzati per la
mappatura realistica 3D di attività elettrica cerebrale
basati su integrazione multimodale di
metodiche di neuroimaging di risonanza magnetica
con dati neurofisiologici
15 Giugno 2005
CISC Workshop - DEEI: Gruppo di
Bioingegneria ed ICT
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Studio della funzionalità cerebrale
 Tecnologia ideale: alta risoluzione spazio-temporale
 Stato dell’arte:
 alta risoluzione temporale: solo esami funzionali (EEG, ECG)
 alta risoluzione spaziale: solo esami strutturali (TAC,
Risonanza Magnetica)
 Tecniche di neuroimaging funzionale (PET, fMRI): modesta
risoluzione spaziale e ridotta risoluzione temporale
 L’alta risoluzione spazio-temporale è ottenibile solo combinando
diverse metodiche strutturali e funzionali
Complementarità tra tecniche elettrofisiologiche e neuroimaging
strutturale per ricostruire e visualizzare l’attività del cervello “in
vivo”
15 Giugno 2005
CISC Workshop - DEEI: Gruppo di
Bioingegneria ed ICT
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Integrazione multimodale
+
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Mappatura funzionale da dati EEG
Mappatura
funzionale
Dati EEG
• Modello sorgente
• Modello testa
Problema Bioelettrico Inverso
Stima dei parametri della
sorgente ottenuta dai dati EEG
misurati
Problema Bioelettrico Diretto
Calcolare i dati EEG generati da
una sorgente di corrente in una
posizione nota nel cervello
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Elaborazione dei dati (1):
Segmentazione/Registrazione
15 Giugno 2005
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Elaborazione dei dati (1):
Segmentazione/Registrazione
MR
TC
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Registrazione
Segmentazione
Classificazione
Slicer 3D (MIT),
algoritmi
semi-automatici
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Modello
(NxNxM)
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MR
Elaborazione dei dati (2): FDM e soluzione
problema diretto
TC
Modello
Segm/
Registr
Modello conduttivo
Modello
(NxNxM)
FDM:
Preparazione
sistema
lineare
(librerie Diffpack
PETSC)
Caratterizzazione
elettrica
15 Giugno
2005
dei
tessuti
Scripts
config.
Sistema
Lineare
(NxNxM
incognite
Es. 128^3 =
2*10^6)
Soluzione
SL: SSOR
(librerie Diffpack
e PETSC)
Matrice
del
potenziale
elettrico
Φ
(NxNxM)
Parametri sorgente
(es. Posizione e
intensità dipolo)
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Elaborazione dei dati (3): Visualizzazione ed
esportazione risultati
MR
TC
Model
Segm/
Registr
FDM
L.S.
SSOR
Φ
field
Visualizzazione
Matrice Φ
potenziale
Data
integration
Pipeline
grafiche
(VTK)
Modello
Save/
export
tools
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Tools analisi
quantitative
(PV-WAVE,
MS Excel, MatLab)
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Elaborazione dei dati (4): Veduta d’insieme
MR
TC
Model
Segm/
Registr
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Vis.
FDM
L.S.
SSOR
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Φ
field
VTK
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Pipeline grafiche (1)
 Ricostruzione superfici
scalpo e corteccia: colori
evidenzianti I valori del
potenziale elettrico sulla
superficie.
 Mappe colori di tipo
“rainbow”.
 Superfici calcolate come
isosuperfici partendo
dall’input del volume dei
dati dei tessuti segmentati
(modelli poligonali).
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Pipeline grafiche (2)
 Linee di corrente
calcolate nel campo del
potenziale
 Superfici semitrasparenti
scalpo e corteccia per
fornire il contesto
spaziale
 Esempio di elaborazione
di dati funzionali per
arrivare ad una miglior
comprensione degli stessi
 Output stereografico
particolarmente utile in
scene 3D complesse
come le linee di corrente
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