Algoritmi per la ricostruzione della geometria della mammella da imaging medico
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Scenario
Nell’ambito della prevenzione medica sono sempre più le tecnologie messe a punto per rendere le analisi più efficaci e meno invasive. Una delle grandi sfide resta quella di garantire accuratezza dei risultati affinché possano supportare il personale medico in fase diagnostica.
Un'azienda che si occupa di apparecchiature biomediche ha richiesto il supporto di Deix per migliorare la tecnologia alla base di un dispositivo che sta realizzando, in grado di fornire un supporto al personale medico nella diagnosi del tumore al seno.
La sfida
La sfida più grande è stata identificare la regione di interesse per l'analisi e ricostruzione il volume 3D
La necessità è stata quella di migliorare l’output delle rilevazioni del nuovo dispositivo sfruttando algoritmi avanzati che permettessero di generare un risultato quanto più rappresentativo della realtà.
Il dispositivo oggetto della nostra attività basa il suo funzionamento su modelli matematici in grado di identificare le proprietà dei tessuti a partire da un insieme di rilevazioni ottiche e tramite infrarossi. Deix ha avuto un ruolo cruciale per sviluppare un algoritmo in grado di migliorare la ricostruzione della geometria della mammella a partire dalle immagini acquisite: la sfida più grande è stata identificare la regione d'interesse per l'analisi e ricostruirne il volume 3D, eliminando il rumore intrinseco delle acquisizioni e considerando le criticità date da rilevazioni eterogenee.
La soluzione
Deix ha sviluppato un algoritmo robusto che sfrutta diverse tecniche di analisi delle immagini e di geometria computazionale per mettere insieme le informazioni acquisite e generare l'output.
L'algoritmo realizzato è in grado di identificare con precisione la regione d’interesse per l’analisi, tramite un processo di segmentazione che sfrutta in maniera congiunta le immagini 2D e le acquisizioni 3D.
L’utilizzo delle due fonti di dati permette di andare a sopperire alle limitazioni individuali di ciascuna (rumore e imprecisione dei dati 3D e zone poco illuminate nelle immagini 2D) andando a ricostruire la superficie 3D della regione di interesse.
Tecniche di rasterizzazione delle imaggini sono state usate per mappare le informazioni estratte dalle immagini 2D sul modello 3D.
I risultati del progetto
Di settimana in settimana, il lavoro di R&D congiunto con il cliente ha permesso di aumentare l'accuratezza della ricostruzione della mammella, consentendo al macchinario di fornire un supporto sempre più efficace all'analisi del medico.
Il progetto ha dunque raggiunto l’obiettivo concordato, migliorando l'output generato dalle acquisizioni effettuate dal dispositivo. Uno degli aspetti più interessanti è stato sicuramente quello di lavorare per fasi incrementali, andando ad affinare lo strumento step by step, grazie a continui feedback e sperimentazione. Un approccio tipico dei progetti di realizzazione di algoritmi, che procede per test incrementali al fine di ottenere il miglior risultato.
Le prospettive
La metodologia di lavoro e gli algoritmi impiegati possono sicuramente essere utilizzati e replicati in contesti differenti: dall’industria all’ingegneria civile, dalla produzione alla sicurezza.
In particolare, tutti gli ambiti - non solo medici - in cui è necessario recuperare informazioni dall'acquisizione di immagini, si prestano alla realizzazione di algoritmi e progetti che utilizzano le stesse tecnologie e competenze, anche con finalità differenti.
Se pensi di aver bisogno del nostro supporto per attività innovative di questo calibro, contattaci per discutere insieme a noi delle tue necessità.