Operaciones Morfolgicas 3D

ESQUELETONIZACIN Y ADELGAZAMIENTO EN 3D: HUESO TRABECULAROperaciones Morfolgicas 3D

Revista del grupo de investigacin de la Junta de Andaluca FQM-296 "Topologa Computacional yMatemtica Aplicada"Universidad de Sevilla (Andaluca, Espaa)ISSN: 1885-4508 - Ao I - n. 2

http://munkres.us.es:8080/groups/catam/wiki/2aa06/3D_Morph_Enero_2006.html Traslacin, reflexin y diferenciaPara todos las operaciones tenemos dos conjuntos A y O y un n-espacio E^n. La traslacin se define de la siguiente manera: Ax = {c|c=a+x, para algn a A}.La reflexin se define as: = {x| x=-b, para algn b B}.La diferencia de conjuntos quedara: A-O= {x| x A, x O}

DilatacinTransformacin morfolgica que combina dos vectores utilizando la suma. Se define de la siguiente manera:

ErosinTransformacin morfolgica que combina dos conjuntos usando el concepto de inclusin. Se define de la siguiente manera:

Extraccin de fronteraLa frontera de un conjunto A, que se nota (A), se puede obtener primero erosionando A por O y realizando posteriormente la diferencia entre A y su erosin. Es decir,

Rellenado de regiones Algoritmo simple basado en un conjunto de dilataciones, complementaciones e intersecciones, para rellenar regiones con unos. Se define de la siguiente manera:

Extraccin de componentes conexasSigue la siguiente definicin:

Transformada Hit-or-Miss

Transformada Hit-or-Miss

AdelgazamientoSe define en trminos de la transformada Hit-or-Miss como:

EngrosamientoDual del adelgazamiento:

AperturaSuavizamos contornos, eliminamos ruidos de las imgenes y eliminamos salientes estrechos. Se define como:

CierreEliminamos huecos y pequeas discontinuidades en la frontera. Se define como sigue (operacin dual de la apertura):

Extraccin de esqueleto

Extraccin de esqueleto

Anlisis del esqueleto. FIJIPaquete de procesamiento de imgenes y distribuidora de ImageJEleccin de paquete FIJIInterfaz intuitivaBuena documentacinGran variedad de libreras y plugins

-Administrator (25 November 2013, at 13:51). Pgina web Fiji(en ingls). Fiji Company.-Ignacio Arganda-Carreras (2012/11/27 at 18:33). Documentacin Skeletonize3D(en ingls). ImageJ Wiki.-Managers (July 25, 2000). FlyBrainData(en ingls). NeuroBio Arizona.

Diagrama de trabajo en FIJI

Caso prctico

Imagen de 8 bits en escala degrises representada en Fiji con 115slices y ya calibrada

Es necesario aplicar un filtro Gaussiano 3D ara eliminar las bajas frecuencias .

Plugins->Process->Smooth

En este caso usaremos un filtro Gaussiano con un valor sigma de 1.0 micras

Imagen post-procesada (smoothed) y eliminado el ruido sal y pimienta,. Igualmente imagen suavizada debido al filtroDiagrama de trabajo en FIJI

Binarizado:

Image-> Adjust -> Treshold

Una vez ajustados los paneles correspondientes al binarizado obtenemos el conjunto de imgenes correspondientesDiagrama de trabajo en FIJI

Esqueletonizado:

Plugins->Skeletonization-> Skeletonize 3D

Producidos los 115 esqueletos de la s imgenes 2D que conforman la imagen 3DDiagrama de trabajo en FIJI

Analizado del Esqueleto:

Plugins->Skeletonization->Analyze Skeleton 3D

Necesitamos especificar la salida e la imagen original para leer la informacin .

Tagged Skeleton muestra la clasificacin de la imagen que representa el esqueleto.

Hacemos zoom con la lupa de aumento.-En naranja slab or branch voxels

-En magenta Junction voxels

-En azul los end-points

La tabla Branch Information muestra la siguiente informacin:

-Identificador-Longitud de la rama calibrada-Coordenadas de los vrtices extremos-Distancia euclidea entre los extremos(Estructura trabecular sea)

Escuela Tcnica Superior de Ingeniera Informtica Universidad Politcnica de ValenciaDesarrollo de algoritmo rpido de esqueletonizacin de estructuras seas en 3D a partir de imgenes mdicasProyecto Final de CarreraJunio 2012Aplicaciones Biomdicas

Esqueletos 3DRepresentan mejor las caractersticas topolgicas.Representan mejor la disposicin microestructural de las trabculas.Gran ayuda para el diagnstico y caracterizacin de pacientes con osteoporosisEl desarrollo de nuevos algoritmos de esqueletonizacin 3DMs rpidos y eficientesIntegrado en una plataforma de postprocesamiento clnico Mejora del diagnstico y tratamiento de enfermedades seasCARACTERIZACIN DEL HUESO El hueso es un tejido conjuntivo mineralizado muy vascularizado e inervado, que est estructurado en laminillas de matriz osteoide calcificada.Hueso trabecular. Cortical.

Metodologas de obtencin de imagen aplicada al tejido seo: Radiografa concencional.TC (Tomografa computarizada).Ecografa.Resonancia magntica.Desarrollo e implementacin de la esqueletonizacin en 3DEl algoritmo de esqueletonizacin 3D se obtiene mediante la combinacin de TD (Transformada de la Distancia) con ltimo paso de adelgazamiento.

Se analiza su aplicacin en hueso trabecular, as como la necesidad de esqueletonizar dichas estructuras.Algoritmo de Esqueletonizacin 3D

CONCLUSINImportancia relativa:Del contexto del problemaDel programa utilizado

Recomendacin para casos generales el uso de Fuji:Alta pendiente en curva de aprendizajeAbarca gran cantidad de soluciones asociadas a la imagen

ContactosLuis Aranda Rolln. Cristina Nosti Als. Juan Rodrguez DomnguezEstudiante de Ing. Estudiante de Ing. Estudiante de Ing. Salud. Salud. Participacin Salud. Participacin Participacin en MediconEn Medicon. En MediconCorreo: luiararol@alum.us.es Correo: cris_na93@hotmail.com Correo: juaroddom2@alum.us.es