índice

2. índice • Introducción • Definición del modelo • Historia de un cráneo • Aplicacionesdel modelo • Conclusiones • Bibliografía

3. Introducción • Obtención de imágenes: Rayos X, RM, PET • Reconstrucción del modelomentalmentepor parte de los médicos • Operacionesmuycomplejasparahacerlomentalmente • Necesidad de otrotipo de representaciónmáseficaz

4. índice • Introducción • Definición del modelo • Historia de un cráneo • Aplicacionesdel modelo • Conclusiones • Bibliografía

5. Definición del modelo Concepto modelo mundo computador mundo real

6. Definición del modelo Objetivo Un modelo para la diagnosis y la terapia a partir de imágenes médicas. Revisar la anatomía y fisiología humana. Simular la terapia e incrementar los conocimientos médicos para reintegrar los resultados de los exámenes en el modelo.

7. Definición del modelo Modelo del paciente P = {f1,f2. . .,Fn, r1, r2. . .,Rn} Donde: f1 . . . Fn = juego de funciones r1 . . . Rn = juego de relaciones

8. Definición del modelo Nuestro modelo será de uso práctico sólo si definimos una correspondencia de este con un juego de símbolos finitos que serán procesados por el ordenador Lo ideal sería una correspondencia 1:1 entre el modelo y su representación Esto NO es posible.

9. Definición del modelo Funciones del modelo Las funciones bases cuyos argumentos serán las coordenadas del cubo 3D. Las funciones concatenadas cuyos argumentos serán las otras funciones, de aquí que sirvan para representar los atributos. Para la representación de estas funciones usaremos una representación de celda extendida (XCE) donde el primer paso será acotar el espacio 3D.

10. Definición del modelo ¿En qué consiste xce? Asignarle a cada ubicación del cubo 3D una serie de valores de función, obtenidos del análisis del paciente en sí. F1 F2 . . . Fn Celda Celda Extendida

11. Definición del modelo Problema: se pierden las dependencias entre las funciones concatenadas. Solución: Grafo de descripción  representa nodos de función. ftejidoBlando esta_en segmento_de fcaravela segmento_de fHU

12. Definición del modelo fHU: nombre: HounsfieldUnit rango: 0..4096 # bits: 12 pos. 1er bit: 0 segmento_de ftejidoBlando: nombre: tejido blando rango: 0..1 # bits: 11 pos. 1er bit: 13 segmento_de fcaravela: nombre: caravela rango: 0..1 # bits: 1 pos. 1er bit: 12 esta_en

13. Definición del modelo Problema: no se representan las relaciones entre valores de función. Solución: Grafo de estructura  representa nodos de valores de función. Cono de riesgo C Hueso H Vasos V consta_de (B\C)\V (BnC)\V (C\B)\V (VnC)\B (V\B)\C

14. índice • Introducción • Definición del modelo • Historia de un cráneo • Aplicacionesdel modelo • Conclusiones • Bibliografía

15. Historia de un Cráneo Ejemplo de la utilización del Sofware XCE Studio 2008. Elementos necesarios: • Un sujeto de estudio • Un TAC • XCE Studio 2008

16. Historia de un Cráneo Un sujeto de estudio

17. Historia de un Cráneo Un TAC Obtenemos:

18. Historia de un Cráneo Obtener Representación 3D Software

19. Historia de un Cráneo ¿Y ahora qué? • ¿Cómo podríamos ver sólo la parte del hueso? • ¿Y sólo el tejido blando? • ¿Podríamos ver las diferencias entre dos imágenes prácticamente iguales? • ¿Podríamos ver el % que ha aumentado un Tumor, por ejemplo?

20. índice • Introducción • Definición del modelo • Historia de un cráneo • Aplicacionesdel modelo • Conclusiones • Bibliografía

21. Historia de un Cráneo ¿VER EL HUESO SóLO?

22. Historia de un Cráneo ¿VER EL HUESO SóLO?

23. Historia de un Cráneo ¿Vemos cómo funciona?

24. Historia de un Cráneo ¿VER Si ha aumentado un tumor?

25. Historia de un Cráneo ¿Vemos cómo funciona?

26. Historia de un Cráneo ¿% de un tumor?

27. Historia de un Cráneo ¿Vemos cómo funciona?

28. índice • Introducción • Definición del modelo • Historia de un cráneo • Aplicacionesdel modelo • Conclusiones • Bibliografía

29. Conclusiones EXTENDED CELL ENUMERATION A simple vista el modelo XCE puede parecer fácil y sencillo de usar. Sería la solución a los problemas en la representación 3D en medicina Posibilita ver las zonas del cuerpo humano independientemente del resto, evolución del tamaño de los órganos… … y un largo etcétera… …pero…

30. Conclusiones La realidad es muy distinta… Partimos de un modelo del año 1990, que aún no se ha usado. Sólo existe documentación del modelo, nada de software asociado. El principal problema es que este tipo de representación necesita de un modelo explícito del paciente. Esto nos lleva al inconveniente de no poder hacer una generalización.

31. Conclusiones Cada paciente tendría un modelo específico en un momento y en un lugar. Modelo1 Modelo2 Modelo1 <> Modelo2 Al paso del tiempo el paciente cambia físicamente por lo que el modelo ha de cambiar Es decir que un paciente puede tener mas de un modelo.

32. Conclusiones Suponiendo una imagen de 1000x1000x1000 tendríamos 1.000.000.000 Voxels Si decimos que cada voxelocupa un Byte Tendríamos 1.000.000.000 Bytes ≈ 0.93 GB 1 GB con una resolución baja. Cuando lo normal es 1.000.000x1.000.000x1.000.000 Totalmente inviable

33. Conclusiones Una imagen de 32x32x32 (Bastante pequeña) Tarda en procesarla 2s aproximadamente. La imagen de 1000x1000x1000 Tardaría 16h y 57m. ¡¡¡30518 VECES MAS!!!

34. Conclusiones Por lo que concluimos que el modelo aún siendo una buena idea es totalmente inviable. Los cálculos están hechos con imágenes de 1000x1000x1000 y con 1B de tamaño del Voxel. Si ponemos más tamaño de la imagen y más tamaño de voxelse nos dispara el tamaño total de la imagen.

35. índice • Introducción • Definición del modelo • Historia de un cráneo • Aplicacionesdel modelo • Conclusiones • Bibliografía

36. 3D modeling using an extended cell enumeration representation. K. D. Toennies, U. Tronnier • 3D modeling using an extended cell enumeration representation. K. D. Toennies, U. Tronnier Bibliografía • Artículo: 3D modelingusingan extended cellenumeration • representation. K.D. Toennies, U. Tronnier • Enlace : http://ma1.eii.us.es/miebros/rogodi/articulos0708/td-40.zip • Como lenguaje de programación: C#.net • Plataforma de desarrollo: Microsoft Visual Studio 2005 • Como software de renderizado3D: Voxelo

37. FIN ¡¡¡MuchasGracias!!! TD-40 Alejandro Alemán Ramos PabloVerd Gallego Isabel Mª López Barrientos