Temporal diffeomorphic free-form deformation: application to motion and strain estimation from 3D echocardiography

This paper presents a new registration algorithm, called Temporal Di eomorphic Free Form Deformation (TDFFD), and its application to motion and strain quanti cation from a sequence of 3D ultrasound (US) images. The originality of our approach resides in enforcing time consistency by representing the 4D velocity eld as the sum of continuous spatiotemporal B-Spline kernels. The spatiotemporal displacement eld is then recovered through forward Eulerian integration of the non-stationary velocity eld. The strain tensor iscomputed locally using the spatial derivatives of the reconstructed displacement eld. The energy functional considered in this paper weighs two terms: the image similarity and a regularization term. The image similarity metric is the sum of squared di erences between the intensities of each frame and a reference one. Any frame in the sequence can be chosen as reference. The regularization term is based on theincompressibility of myocardial tissue. TDFFD was compared to pairwise 3D FFD and 3D+t FFD, bothon displacement and velocity elds, on a set of synthetic 3D US images with di erent noise levels. TDFFDshowed increased robustness to noise compared to these two state-of-the-art algorithms. TDFFD also proved to be more resistant to a reduced temporal resolution when decimating this synthetic sequence. Finally, this synthetic dataset was used to determine optimal settings of the TDFFD algorithm. Subsequently, TDFFDwas applied to a database of cardiac 3D US images of the left ventricle acquired from 9 healthy volunteers and 13 patients treated by Cardiac Resynchronization Therapy (CRT). On healthy cases, uniform strain patterns were observed over all myocardial segments, as physiologically expected. On all CRT patients, theimprovement in synchrony of regional longitudinal strain correlated with CRT clinical outcome as quanti ed by the reduction of end-systolic left ventricular volume at follow-up (6 and 12 months), showing the potential of the proposed algorithm for the assessment of CRT.

Dynamic estimation of three-dimensional cerebrovascular deformation from rotational angiography

Purpose: The objective of this study is to investigate the feasibility of detecting and quantifying 3D cerebrovascular wall motion from a single 3D rotational x-ray angiography (3DRA) acquisition within a clinically acceptable time and computing from the estimated motion field for the further biomechanical modeling of the cerebrovascular wall. Methods: The whole motion cycle of the cerebral vasculature is modeled using a 4D B-spline transformation, which is estimated from a 4D to 2D + t image registration framework. The registration is performed by optimizing a single similarity metric between the entire 2D + t measured projection sequence and the corresponding forward projections of the deformed volume at their exact time instants. The joint use of two acceleration strategies, together with their implementation on graphics processing units, is also proposed so as to reach computation times close to clinical requirements. For further characterizing vessel wall properties, an approximation of the wall thickness changes is obtained through a strain calculation. Results: Evaluation on in silico and in vitro pulsating phantom aneurysms demonstrated an accurate estimation of wall motion curves. In general, the error was below 10% of the maximum pulsation, even in the situation when substantial inhomogeneous intensity pattern was present. Experiments on in vivo data provided realistic aneurysm and vessel wall motion estimates, whereas in regions where motion was neither visible nor anatomically possible, no motion was detected. The use of the acceleration strategies enabled completing the estimation process for one entire cycle in 5-10 min without degrading the overall performance. The strain map extracted from our motion estimation provided a realistic deformation measure of the vessel wall. Conclusions: The authors' technique has demonstrated that it can provide accurate and robust 4D estimates of cerebrovascular wall motion within a clinically acceptable time, although it has to be applied to a larger patient population prior to possible wide application to routine endovascular procedures. In particular, for the first time, this feasibility study has shown that in vivo cerebrovascular motion can be obtained intraprocedurally from a 3DRA acquisition. Results have also shown the potential of performing strain analysis using this imaging modality, thus making possible for the future modeling of biomechanical properties of the vascular wall.

Protocolos de encaminamiento en redes inalámbricas mesh: un estudio teórico y experimental

Una red inalámbrica mesh o en malla es un subtipo de red ad-hoc en la que los nodos que la forman pueden actuar además como puntos de acceso para otros dispositivos o como pasarelas a otras redes. Para ello se hacen necesarios protocolos que permitan a cada nodo saber cómo enviar datos a cualquier otro nodo de la red, así como informar de nodos nuevos o enlaces rotos. En este trabajo hacemos un repaso del estado del arte en cuanto a dichos protocolos de encaminamiento mesh, describiendo los más relevantes y que poseen implementaciones libres. Además se proporciona un estudio comparativo experimental del rendimiento ofrecido por cuatro de estas implementaciones: Open80211s, B.A.T.M.A.N., Babel y Meshias.

Creando redes, estableciendo sinergias: la contribución de la investigación a la educación. I Simposio internacional REUNI+D

[spa] Este texto recoge las contribuciones al I Seminario internacional REUNI+D. Creando redes, estableciendo sinergias: la contribución de la investigación a la educación, que tuvo lugar en Barcelona el 11 de octubre de 2013. La organización del seminario partió de la necesidad de contribuir a la difusión, el intercambio y la discusión de las aportaciones y resultados de la investigación educativa y sus implicaciones para la mejora de la educación. Sus finalidades fueron: (a) Ofrecer una visión de conjunto de los ámbitos y temas de investigación abordados en los últimos años por los miembros de REUNI+D y los grupos que participaron en el evento; y (b) Debatir la capacidad de los investigadores para intervenir en las decisiones sobre políticas de investigación y reivindicar su papel como interlocutores a la hora de establecerlas.

Creando redes, estableciendo sinergias: la contribución de la investigación a la educación. I Simposio internacional REUNI+D

[spa] Este texto recoge las contribuciones al I Seminario internacional REUNI+D. Creando redes, estableciendo sinergias: la contribución de la investigación a la educación, que tuvo lugar en Barcelona el 11 de octubre de 2013. La organización del seminario partió de la necesidad de contribuir a la difusión, el intercambio y la discusión de las aportaciones y resultados de la investigación educativa y sus implicaciones para la mejora de la educación. Sus finalidades fueron: (a) Ofrecer una visión de conjunto de los ámbitos y temas de investigación abordados en los últimos años por los miembros de REUNI+D y los grupos que participaron en el evento; y (b) Debatir la capacidad de los investigadores para intervenir en las decisiones sobre políticas de investigación y reivindicar su papel como interlocutores a la hora de establecerlas.