Immagini e Bioimmagini

Immagini e Bioimmagini
Immagini Bitmap
IMMAGINI BITMAP
Dette anche ‘vettorizzate’
Display
Istogramma delle luminanze
Nel seguito supponiamo, per semplicità, una codifica con 10 livelli di grigio (0-9)
Immagine originaria
Istogramma originario
‘diminuire/aumentare la luminosità’= traslazione a sx /dx dell’istogramma
ELABORAZIONE DIGITALE ‘A POSTERIORI’: SU IMMAGINE GIA’ OTTENUTA
Immagine originaria
Istogramma originario
‘aumentare /diminuire il contrasto’= ‘dilatare’ /comprimere l’istogramma lungo asse orizzontale
ELABORAZIONE DIGITALE ‘A POSTERIORI’: SU IMMAGINE GIA’ OTTENUTA
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:
<lum
A PRIORI
Regolazione della luminosità
(diaframma, filtri, minore dose nel caso di
radiografia)
NON VEDO PIU’ I CAPELLI
IN MODO DISTINTO
IMMAGINE SOVRAESPOSTA
Correzione a
POSTERIORI: semplice
elaborazione di
immagine (-2)
IL CAMICE RIMANE
TUTTO DELLO
STESSO COLORE
NON VEDO PIU’ I CAPELLI IN MODO DISTINTO
HO OTTENUTO
NUOVI DETTAGLI
SUL CAMICE
Elaborazione delle immagini
Saturo i livelli alti, ma
Ottengo più sfumature
Enfatizzo le
differenze
di grigio;
saturo i
livelli alti
Regolazione del contrasto a
PRIORI: ottimizzazione
RANGE per digitalizzazione
Correzione a POSTERIORI (x2)
Sovraesposta
Poco Contrastata
A posteriori = ‘scurisco’
A posteriori = aumento contrasto
A priori = Minore
Intensità radiazione
A priori: somministro
liquido di contrasto
Elaborazione delle immagini:
GEOMETRIA
- fattori di scala
- deformazione
Sfera
Ellissoide
Deformazione (Morphing) per ottenere modello personalizzato da modello generico
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).
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
La lussazione è l’evento per cui la testa del femore
fuoriesce dalla cavità acetabolare
Impingement osseo
Impingement protesico
DESCRIZIONE DEL MODELLO
ELEMENTI MODELLATI
ELEMENTI ANATOMICI
ELEMENTI PROTESICI
Ø
Semibacino
Ø
Cotile
Ø
Femore
Ø
Testina
Ø
Stelo
Ricostruzione geometria
da TAC
RICOSTRUZIONE DA TAC
IL SEMIBACINO
Elaborazione
immagini Tac
Curve di contorno
RICOSTRUZIONE DA TAC
IL SEMIBACINO
Curve di contorno
Modello solido
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 bacino
Ø testa solidale allo stelo femorale
Ø stelo solidale al femore
Ø carichi fisiologici (Bergmann)
MANOVRA DI LUSSAZIONE
SIMULATA
ØRotazione interna/Rotazione esterna
ØFemore a 90° di flessione e 0° di adduzione
Azioni corrispondenti:
ØAppoggiare il piede su un piano rialzato per allacciare la scarpa
ØRaccogliere un oggetto dal suolo
ØPiegamenti durante gli esercizi di riabilitazione
MATERIALI E METODI
CRITERI DI VALUTAZIONE
Range Of Motion
ROM
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
Esempi di applicazioni in ambito odontostomatologico
Confronto tra diversi tipi di attacco utilizzanti in
overdenture mandibolare ancorata a singolo impianto.
a)
b)
c)
d)
Confronto tra le
distribuzioni di
sollecitazioni indotte da
diverse ricostruzioni
protesiche