la segmentation 3d de l'endocrâne...la segmentation 3d de l'endocrâne petit état de...
TRANSCRIPT
![Page 1: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/1.jpg)
La segmentation 3D de l'endocrâne
Petit état de l'art
Premiers résultats
Gilles Gesquière, LSIS, Marseille
Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier
3D-MORPHINE, 11 mai 2009, Paris
![Page 2: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/2.jpg)
![Page 3: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/3.jpg)
• Voxel size ~ 1 mm
• Use of Analyze
• Interactive segmentation?
![Page 4: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/4.jpg)
![Page 5: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/5.jpg)
• voxel size ~ 1 mm
• use of VOXEL-MAN
• interactive segmentation
• thresholding
• manual editing for the matrix-filled cranium due to low contrast between sandstone and fossil bone
![Page 6: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/6.jpg)
![Page 7: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/7.jpg)
• Use of Mimics 8.11• Segmentation of the skull by using a combination of global and local thresholding operations together with a region growing operation. • The internal braincase was enclosed, using manual segmentation, to close any contour gaps in the skull, such as at the eye sockets. • The virtual endocast object was defined with a cavity fill operation
![Page 8: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/8.jpg)
![Page 9: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/9.jpg)
• Manual segmentation with Amirahttp://www.amiravis.com/
![Page 10: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/10.jpg)
![Page 11: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/11.jpg)
• Voxel size ~ 0.4 mm• Use of ITK-Snap (3D-level set) http://www.itksnap.org
- Gaussian smoothing before- plane to "cut" the foramen magnum area
→ Feedback from José?→ Impossible to process high-resolution images? (memory?)→ Requires a lot of interaction (to place seed balloons and tune parameters)
![Page 12: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/13.jpg)
• For MLD37/38: semi-automated approach using 2D "region growing"
• Each slice → a seed
• Region growing in a range of thresholding values
• Manual drawing if needed
• Performed on both transverse and coronal planes and fusion
• For STS5: 1 seed point + region growing (3D?) + manual drawing
• To reconstruct the whole endocast (right), TPS warping of STS5 to MLD37/38 (8 landmarks, 455 semi landmarks)
![Page 14: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/14.jpg)
• Modèles déformables surfaciques (plus de problème de mémoire)
• Déformation vers des "contours" tout en gardant une forme donnée
• Une expérience (en 1999 !) intéressante : 1169 cm3 ~ 1150 cm3
[Montagnat, Ph.D. Thesis, 1999]
![Page 15: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Reconstruction 3D 1- Les modèles
• Volumes (Voxels, blobs, …)– Blobs [Bittar]– Voxels (SFS) [Yerex]– Intérieur/ extérieur, Calcul de volumes, gestion de la topologie
• Surfaces – Aires, courbures, raffinement/ simplification des éléments composants la
surface, gestion de la topologie– Snakes [Kass] – Simplex [Delingette] – Wavelet [Jalobeanu]– Subdivision surfaces [Sederberg]
• Surfels– Visualisation [Szeliski] (Il n’y a plus de liaisons entre les points)
![Page 16: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/16.jpg)
16
2 - Création du simplex.
A chaque point simplex, sont associées différentes données
- Le cercle circonscrit au triangle formé par ses trois points voisins.- Le projeté orthogonal du point sur ce triangle.- Le poids epsilon associé aux points voisins dans ce triangle.- La sphère circonscrite au point simplex et à ses trois voisins.- L'angle simplex Phi qui permet calculer un indice de courbure H.
![Page 17: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/17.jpg)
17
2 - Création du simplex. Passage d'un maillage triangulaire vers un
maillage simplex.
![Page 18: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/18.jpg)
18
2 - Création du simplex. Passage d'un maillage simplexe vers un maillage
triangulaire
![Page 19: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/19.jpg)
19
3 - Déformation La méthode de déformation du maillage simplexe
La méthode consiste à tenir compte de la position des voisins, de l'angle simplex et de certains autres paramètres
Chaque point simplex est soumis - Force interne (Force interne tangentielle,Force interne normale) - Force externe
![Page 20: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/20.jpg)
20
2 - Déformation.
• Force externe– La force externe est la force qui est appliquée
pour déformer le maillage.– La force va attirer les points du maillage vers des
points d'intérêts prédéfinis, qui sont issus de la forme à reconstruire.
– Obtention des points grâce à la segmentation
![Page 21: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/21.jpg)
21
3 - Démonstrations
• Vidéos• Démonstration du programme
![Page 22: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Vidéo 1 : exemple
![Page 23: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/23.jpg)
23
Vidéo 2 : endocrâne de chimpanzé
![Page 24: La segmentation 3D de l'endocrâne...La segmentation 3D de l'endocrâne Petit état de l'art Premiers résultats Gilles Gesquière, LSIS, Marseille Gérard Subsol, LIRMM, Montpellier](https://reader031.vdocument.in/reader031/viewer/2022041815/5e5a3b2a3ed14c31ed26e689/html5/thumbnails/24.jpg)
• Segmentation fossil bone / matrix
• Segmentation 3D de l'endocrâne
• Contours non fermés
• Anatomie : ex. foramen magnum (où s'arrêter ?)
• Dégradation : fissures, parties manquantes
• Quelle précision ?
• Etude du volume … ou
• Etude des empreintes des vaisseaux
• Quelle dose d'interactivité ?
• Nombre de données ?
• Résolution de l'image ?
Quelques questions et réflexions ?