Integrazione di Immagini In Medicina (IIIM) - Joint Project 2007

Data inizio
1 aprile 2008
Durata (mesi) 
24
Dipartimenti
Informatica
Responsabili (o referenti locali)
Piana Michele
Parole chiave
Imaging, Image Processing, Biodiagnostics, Tumors

I pazienti che devono subire trattamenti medici a medio-lungo termine possono necessitare di esami diagnostici ripetuti, entro periodi di tempo limitati, con modalita’ di imaging differenti, sia strutturali che funzionali. Nella pratica clinica e diagnostica, sta diventando percio’ sempre piu’ cruciale essere in grado di trovare corrispondenze e differenze tra set di dati volumetrici dello stesso paziente, sia acquisite con la stessa modalita’ in differenti momenti del workflow clinico, che ottenute con procedure di imaging diverse. A questo scopo, tecniche avanzate di integrazione volumetrica permettono di sovrapporre set di dati sullo stesso tool di visualizzazione per un confronto visuale immediato.
La finalita’ di questo progetto di ricerca e’ duplice: anzitutto, quella di sviluppare uno strumento automatico o semi-automatico per testare metodi esistenti per l’integrazione di immagini su differenti set di dati clinici, regolando i parametri degli algoritmi e misurando l’accuratezza e la rilevanza clinica dei risultati; in secondo luogo, quella di formulare nuovi approcci alla integrazione di immagini, basati, ad esempio, su metodi di regolarizzazione o tecniche Bayesiane e confrontare le loro prestazioni con il tool validato in precedenza.
I primi test per ambedue le attivita’ riguarderanno la co-registrazione volumetrica intra- e intermodale e coinvolgeranno principalmente immagini di risonanza magnetica (MR) e immagini di tomografia assiale computerizzata (CT); in seguito, anche la fusione di immagini che coinvolga volumi funzionali e immagini strutturali ad alta risoluzione verra’ considerata. Infine, database medici di ospedali europei che utilizzino sistemi di Picture Archiving (PACS) e di Radiology Information (RIS) sviluppati da Carestream Health, metteranno a disposizione dei ricercatori del progetto parte dei loro dati clinici per la validazione tecnica dei metodi di image processing e la valutazione clinica dell’affidabilita’ del processo.

Il primo e principale obiettivo della nostra attivita’ di ricerca sara’ quello di formulare e implementare una procedura il piu’ possibile automatica per testare un insieme di algoritmi per la registrazione di immagini biomedicali, in regime sia di monomodalita’ che di multimodalita’. In particolare:
  • le applicazioni riguarderanno dati volumetrici di tipo CT e MR;
  • l’automatizzazione della procedura coinvolgera’ sia i parametri geometrici utilizzati nella fase di coregistrazione che i parametri computazionali con i quali si regola l’efficenza della fusione di immagini;
  • la validazione clinica coinvolgera’ immagini reali acquisite presso vari ospedali che utilizzano il sistema PACS/RIS di Carestream Health.
Come ulteriore finalità, il progetto confronterà questo set di metodi gia’ validati con due approcci piu’ innovativi:
  • una tecnica di fusione di immagini in cui la componente ad alta frequenza dell’immagine acquisita con la modalita’ ad alta risoluzione viene estratta e aggiunta alla mappa a bassa risoluzione;
  • un approccio Bayesiano, in cui l’informazione proveniente da una modalita’ (o dall’acquisizione effettuata in una determinata fase del workflow clinico) e’ codificato nella densita’ di probabilita’ a priori al fine di aumentare l’accuratezza nella ricostruzione della seconda modalita’ (o di una successiva fase temporale nel workflow clinico).

Enti finanziatori:

Ateneo
Finanziamento: assegnato e gestito dal Dipartimento
Programma: PROGATENEO - Progetti d'Ateneo
Carestream Health S.r.l.
Finanziamento: assegnato e gestito dal Dipartimento
Programma: PROGATENEO - Progetti d'Ateneo

Partecipanti al progetto

Massimo Brignone
Fabrice Delbary
Annalisa Pascarella
Michele Piana

Attività

Strutture