François Chung, Ph.D.

Tag: 2009

CBM 2009 - Acta de conferència

CBM 2009 – Acta de conferència

|

Publicació

Tobias Heimann, François Chung, Hans Lamecker, Hervé Delingette; Subject-specific ligament models: Towards real-time simulation of the knee joint; CBM 2009: Computational Biomechanics for Medicine IV, London, 2009.

Abstract

We present an efficient finite element method to simulate a transversely isotropic non-linear material for ligaments. The approach relies on tetrahedral elements and exploits the geometry to optimize computation of the derivatives of the strain energy. To better support incompressibilty, deviatoric and dilational responses are uncoupled and a penalty term controls volume preservation. We derive stress and elasticity tensors required for implicit solvers and verify our model against the FEBio software using a variety of load scenarios with synthetic shapes. The maximum node positioning error for ligament materials is < 5% for strains under physiological conditions. To generate subject-specific ligament models, we propose a novel technique to estimate fiber orientation from segmented ligament geometry. The approach is based on an automatic centerline extraction and generation of the corresponding diffusion field. We present results for a medial collateral ligament segmented from standard Magnetic Resonance Imaging (MRI) data. Results show the general viability of the method, but also the limitations of current MRI acquisitions. In the future, we hope to employ the presented techniques for real-time simulation of knee surgery.

Paraules clau

  • knee
  • ligament
  • real-time
  • simulation

Referències

Publicació

Versió publicada (Springer)
Versió pre-print (PDF)
Referència bibliogràfica (BibTeX)

Article relacionat

3D Anatomical Human (projecte INRIA)

MICCAI 2009 - Acta de conferència

MICCAI 2009 – Acta de conferència

|

Publicació

François Chung, Hervé Delingette; Multimodal prior appearance models based on regional clustering of intensity profiles; MICCAI 2009: Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention, London, 2009.

Abstract

Model-based image segmentation requires prior information about the appearance of a structure in the image. Instead of relying on Principal Component Analysis (PCA) such as in Statistical Appearance Models (SAMs), we propose a method based on a regional clustering of intensity profiles that does not rely on an accurate pointwise registration. Our method is built upon the Expectation-Maximization (EM) algorithm with regularized covariance matrices and includes spatial regularization. The number of appearance regions is determined by a novel model order selection criterion. The prior is described on a reference mesh where each vertex has a probability to belong to several intensity profile classes.

Referències

Publicació

Versió publicada (Springer)
Versió pre-print (PDF)
Poster (PDF)
Referència bibliogràfica (BibTeX)

Articles relacionats

Model multimodal (projecte INRIA)
3D Anatomical Human (projecte INRIA)

Més informació

MICCAI – Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention

Model multimodal

Model multimodal

|

Projecte INRIA @Sophia-Antipolis, França (2009). La segmentació d'imatges basada en models requereix informació prèvia sobre l'aparença d'una estructura en la imatge. En lloc de basar-se en l'anàlisi de components principals (ACP), com els Statistical Appearance Models (SAM), proposem un model basat en una agrupació regional de perfils d'intensitat que no es basa en un registre precís.

Aquest model multimodal d'aparença, denominat Multimodal Prior Appearance Model (MPAM), es basa en l'algoritme d'expectació-maximització (EM) amb matrius de covariància regularitzats i inclou una regularització espacial. El nombre de regions d'aparença está determinat per un nou criteri de selecció de l'ordre del model. El model es descriu en una malla de referència en la qual cada vèrtex té una probabilitat de pertànyer a diverses classes de perfil d'intensitat.

Vam provar el nostre mètode amb 7 malles del fetge segmentat a partir d'imatges tomogràfiques (TC) i 4 malles del tèbia segmentat a partir d'imatges per ressonància magnètica (IRM). Per ambdues estructures, perfils d'intensitat compostos per 10 mostres extretes cada mm es van generar a partir de malles amb al voltant de 4000 vèrtexs.

El principal avantatge del nostre mètode és que les regions d'aparença són extretes sense necessitat d'un registre punt a punt precís. Un altre avantatge és que un model pot ser construït amb pocs conjunts de dades (de fet un conjunt és suficient). A més, el model és multimodal, i per tant capaç de fer front a grans variacions d'aparença.

Referències

Articles relacionats

MICCAI 2009 (acta de conferència)
Ph.D. Thesis 2011 (tesi doctoral)

ORASIS 2009 - Acta de conferència

ORASIS 2009 – Acta de conferència

|

Publicació

François Chung, Jérôme Schmid, Olivier Clatz, Nadia Magnenat-Thalmann, Hervé Delingette; Reconstruction 3D des structures anatomiques des membres inférieurs; ORASIS'09: Congrès des jeunes chercheurs en vision par ordinateur, Association Française pour la Reconnaissance et l'Interprétation des Formes (AFRIF), Trégastel, 2009.

Abstract

Dans cet article, nous nous intéressons à la modélisation des structures anatomiques des membres inférieurs telles que les os, les muscles et les tendons. La méthode proposée commence par une acquisition d'images par résonance magnétique (IRM) durant laquelle les membres inférieurs d'un sujet sont scannés. Des modèles 3D sont ensuite générés après une segmentation manuelle des structures anatomiques. Cependant, la surface des modèles générés n'est pas lisse. De plus, les modèles ne sont pas attachés alors qu'ils devraient l'être anatomiquement. Nous décrivons donc les différentes étapes pour contraindre les modèles à être corrects au niveau anatomique et nous discutons de leur validation. L'objectif de cette méthode est de pouvoir réutiliser ces modèles dans des méthodes de segmentation automatique.

Paraules clau

  • IRM
  • segmentation
  • modélisation 3D
  • membres inférieurs

Referències

Publicació

Versió publicada (HAL)
Versió pre-print (PDF)
Presentació (PDF)
Referència bibliogràfica (BibTeX)

Articles relacionats

Reconstrucció 3D (projecte INRIA)
3D Anatomical Human (projecte INRIA)

Més informació

ORASIS’09
AFRIF – Association Française pour la Reconnaissance et l’Interprétation des Formes

Reconstrucció 3D

Reconstrucció 3D

|

Projecte INRIA @Ginebra, Suïssa (2009). En aquest treball, estem interessats en la reconstrucció 3D de les estructures anatòmiques del membre inferior, com ara els ossos, els músculs i els tendons. El mètode proposat comença amb una adquisició d'imatges per ressonància magnètica (IRM) durant la qual s'escaneja el membre inferior d'un subjecte. Models 3D són generats després d'una segmentació manual de les estructures anatòmiques.

No obstant això, la superfície dels models generats no es llisa. A més, els models no estan units quan ho haurien d'estar anatòmicament. Diversos passos consecutius són necessaris per a restringir els models a ser correctes a nivell anatòmic. L'objectiu del nostre mètode és reutilitzar aquests models amb mètodes de segmentació automàtica.

Aquest treball és una col·laboració entre:

  • INRIA Sophia-Antipolis - Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (FR);
  • UNIGE - Université de Genève (CH).

El nostre mètode de modelatge ens va permetre generar la major part de les estructures anatòmiques del membre inferior. Vam ser capaços de crear un total de 109 models, incloent els ossos, els músculs, els tendons i la pell. Quant als ossos, vam modelar 6 en total. Més específicament, el maluc, el fèmur, la ròtula, la tíbia, el peroné i l'os del peu. Finalment, vam modelar 34 músculs en total. Per a cada múscul, vam modelar un parell de tendons (proximal i distal), la funció dels quals és unir els músculs als ossos. Els models generats van ser avaluats i validats per un expert mèdic.

Referències

Articles relacionats

ORASIS 2009 (acta de conferència)
3D Anatomical Human (projecte INRIA)

Més informació

INRIA Sophia-Antipolis – Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique

Idiomes

Articles recents

Categories

Notícies

El recent & El popular

Cerca