Wszechnica PAN - Zastosowanie metod przestrzennej wizji komputerowej w diagnostyce medycznej oraz ochronie zabytków

Przedmiotem seminarium jest przedstawienie metod analizy przestrzennej wizji komputerowej w aspekcie ich zastosowań w diagnostyce medycznej oraz ochronie zabytków. Tematyka ta stanowi motyw przewodni prac Zespołu Komputerowych Systemów Wizyjnych IITiS PAN. Prace teoretyczne Zespołu koncentrują się obecnie na rozwijaniu metod wykrywania i analizy cech powierzchniowych oraz wolumetrycznych na podstawie danych przestrzennych pochodzących z multimodalnych czujników obrazowania, takich jak skanery laserowe 3D, kamery stereoskopowe, sprzężone pary zdjęć RTG, czy obrazowanie tomograficzne.

Część prowadzonych prac dotyczy przestrzennej digitalizacji 3D zabytków. Ich celem jest opracowanie technik gromadzenia, przetwarzania i udostępniania danych o obiektach dziedzictwa kultury tak, aby powstał zbiór narzędzi programowych służących do realizacji idei wirtualnego muzeum. Takie narzędzia wspomagają syntezę kompletnego modelu przestrzennego umożliwiając częściową lub całkowitą automatyzację poszczególnych etapów przetwarzania: łączenie cząstkowych modeli powierzchniowych otrzymanych podczas poszczególnych skanów (w szczególności wykonanych różnymi urządzeniami); hierarchiczna reprezentacja danych, wykorzystująca siatki progresywne, będąca odzwierciedleniem ludzkiego sposobu postrzegania kształtów i relacji przestrzennych; metody do segmentacji i wyszukiwania fragmentów charakterystycznych; rekonstrukcję brakujących obszarów dla danych pomiarowych nie zapewniających pełnego pokrycia obiektu. W ramach prac praktycznych przeprowadzono skanowanie i obróbkę wybranych eksponatów udostępnionych przez Muzeum w Gliwicach. W trakcie prac zaimplementowano system ME3d, który umożliwia realizację wielu zadań związanych z przetwarzaniem danych 3D; modularna architektura ułatwia jego rozbudowę i adaptację. Opracowane technologie mogą posłużyć do wspomagania człowieka m.in. w automatyzacji procesu skanowania i przetwarzania danych muzealnych, a także w wirtualnych rekonstrukcjach uszkodzonych lub rozdzielonych eksponatów.

W dziedzinie zastosowań ortodontycznych prowadzone prace badawcze związane są z budową indywidualnego modelu pacjenta na podstawie danych z różnych obrazowań medycznych. Przeprowadzono kompleksową diagnostykę oraz analizę deformacji w obrębie twarzowej części czaszki przy użyciu różnorodnych form obrazowania medycznego: począwszy od par cefalogramów (przednich i bocznych), poprzez tomografię komputerową, analizę zdigitalizowanych modeli zębowych, aż po obrazowanie 3D powierzchni tkanek miękkich za pomocą skanera 3D. W szczególności analizowano niedokładności odwzorowania podczas rekonstrukcji trójwymiarowych powierzchni wykonywanych na podstawie obrazowania z tomografii komputerowej przy użyciu nachylenia gantry. Zaimplementowano i porównano dokładności metod pomiaru morfometrii zestawiając je z danymi pomiarowymi otrzymanymi w systemach medycznych zainstalowanych na stacjach graficznych obsługujących tomografię komputerową. Wskazano zalecane modyfikacje dla takich aplikacji, które ułatwiałyby pomiar morfometrii twarzowej części czaszki dla celów diagnostyki ortodontycznej. Prowadzono też prace nad systemem komputerowej analizy wzrostu twarzoczaszki. W badaniach tych wykorzystano możliwości nieinwazyjnego skanera do twarzy 3dMD. Trwają prace nad metodami wizualizacji przestrzennej oraz interakcyjnymi systemami planowania zabiegów medycznych z wykorzystaniem zarówno przestrzennych modeli wirtualnych, jak również modeli materialnych uzyskanych za pomocą drukarki 3D.

dodane przez Wszechnica PAN