Three-dimensional imaging methods for quantitative analysis of facial soft tissues and skeletal morphology in patients with orofacial clefts: a systematic review.

BACKGROUND Current guidelines for evaluating cleft palate treatments are mostly based on two-dimensional (2D) evaluation, but three-dimensional (3D) imaging methods to assess treatment outcome are steadily rising. OBJECTIVE To identify 3D imaging methods for quantitative assessment of soft tissue and skeletal morphology in patients with cleft lip and palate. DATA SOURCES Literature was searched using PubMed (1948-2012), EMBASE (1980-2012), Scopus (2004-2012), Web of Science (1945-2012), and the Cochrane Library. The last search was performed September 30, 2012. Reference lists were hand searched for potentially eligible studies. There was no language restriction. STUDY SELECTION We included publications using 3D imaging techniques to assess facial soft tissue or skeletal morphology in patients older than 5 years with a cleft lip with/or without cleft palate. We reviewed studies involving the facial region when at least 10 subjects in the sample size had at least one cleft type. Only primary publications were included. DATA EXTRACTION Independent extraction of data and quality assessments were performed by two observers. RESULTS Five hundred full text publications were retrieved, 144 met the inclusion criteria, with 63 high quality studies. There were differences in study designs, topics studied, patient characteristics, and success measurements; therefore, only a systematic review could be conducted. Main 3D-techniques that are used in cleft lip and palate patients are CT, CBCT, MRI, stereophotogrammetry, and laser surface scanning. These techniques are mainly used for soft tissue analysis, evaluation of bone grafting, and changes in the craniofacial skeleton. Digital dental casts are used to evaluate treatment and changes over time. CONCLUSION Available evidence implies that 3D imaging methods can be used for documentation of CLP patients. No data are available yet showing that 3D methods are more informative than conventional 2D methods. Further research is warranted to elucidate it.

Development of Imaging Mass Spectrometry Analysis of Lipids in Biological and Clinically Relevant Applications

La spectrométrie de masse mesure la masse des ions selon leur rapport masse sur charge. Cette technique est employée dans plusieurs domaines et peut analyser des mélanges complexes. L’imagerie par spectrométrie de masse (Imaging Mass Spectrometry en anglais, IMS), une branche de la spectrométrie de masse, permet l’analyse des ions sur une surface, tout en conservant l’organisation spatiale des ions détectés. Jusqu’à présent, les échantillons les plus étudiés en IMS sont des sections tissulaires végétales ou animales. Parmi les molécules couramment analysées par l’IMS, les lipides ont suscité beaucoup d'intérêt. Les lipides sont impliqués dans les maladies et le fonctionnement normal des cellules; ils forment la membrane cellulaire et ont plusieurs rôles, comme celui de réguler des événements cellulaires. Considérant l’implication des lipides dans la biologie et la capacité du MALDI IMS à les analyser, nous avons développé des stratégies analytiques pour la manipulation des échantillons et l’analyse de larges ensembles de données lipidiques. La dégradation des lipides est très importante dans l’industrie alimentaire. De la même façon, les lipides des sections tissulaires risquent de se dégrader. Leurs produits de dégradation peuvent donc introduire des artefacts dans l’analyse IMS ainsi que la perte d’espèces lipidiques pouvant nuire à la précision des mesures d’abondance. Puisque les lipides oxydés sont aussi des médiateurs importants dans le développement de plusieurs maladies, leur réelle préservation devient donc critique. Dans les études multi-institutionnelles où les échantillons sont souvent transportés d’un emplacement à l’autre, des protocoles adaptés et validés, et des mesures de dégradation sont nécessaires. Nos principaux résultats sont les suivants : un accroissement en fonction du temps des phospholipides oxydés et des lysophospholipides dans des conditions ambiantes, une diminution de la présence des lipides ayant des acides gras insaturés et un effet inhibitoire sur ses phénomènes de la conservation des sections au froid sous N2. A température et atmosphère ambiantes, les phospholipides sont oxydés sur une échelle de temps typique d’une préparation IMS normale (~30 minutes). Les phospholipides sont aussi décomposés en lysophospholipides sur une échelle de temps de plusieurs jours. La validation d’une méthode de manipulation d’échantillon est d’autant plus importante lorsqu’il s’agit d’analyser un plus grand nombre d’échantillons. L’athérosclérose est une maladie cardiovasculaire induite par l’accumulation de matériel cellulaire sur la paroi artérielle. Puisque l’athérosclérose est un phénomène en trois dimension (3D), l'IMS 3D en série devient donc utile, d'une part, car elle a la capacité à localiser les molécules sur la longueur totale d’une plaque athéromateuse et, d'autre part, car elle peut identifier des mécanismes moléculaires du développement ou de la rupture des plaques. l'IMS 3D en série fait face à certains défis spécifiques, dont beaucoup se rapportent simplement à la reconstruction en 3D et à l’interprétation de la reconstruction moléculaire en temps réel. En tenant compte de ces objectifs et en utilisant l’IMS des lipides pour l’étude des plaques d’athérosclérose d’une carotide humaine et d’un modèle murin d’athérosclérose, nous avons élaboré des méthodes «open-source» pour la reconstruction des données de l’IMS en 3D. Notre méthodologie fournit un moyen d’obtenir des visualisations de haute qualité et démontre une stratégie pour l’interprétation rapide des données de l’IMS 3D par la segmentation multivariée. L’analyse d’aortes d’un modèle murin a été le point de départ pour le développement des méthodes car ce sont des échantillons mieux contrôlés. En corrélant les données acquises en mode d’ionisation positive et négative, l’IMS en 3D a permis de démontrer une accumulation des phospholipides dans les sinus aortiques. De plus, l’IMS par AgLDI a mis en évidence une localisation différentielle des acides gras libres, du cholestérol, des esters du cholestérol et des triglycérides. La segmentation multivariée des signaux lipidiques suite à l’analyse par IMS d’une carotide humaine démontre une histologie moléculaire corrélée avec le degré de sténose de l’artère. Ces recherches aident à mieux comprendre la complexité biologique de l’athérosclérose et peuvent possiblement prédire le développement de certains cas cliniques. La métastase au foie du cancer colorectal (Colorectal cancer liver metastasis en anglais, CRCLM) est la maladie métastatique du cancer colorectal primaire, un des cancers le plus fréquent au monde. L’évaluation et le pronostic des tumeurs CRCLM sont effectués avec l’histopathologie avec une marge d’erreur. Nous avons utilisé l’IMS des lipides pour identifier les compartiments histologiques du CRCLM et extraire leurs signatures lipidiques. En exploitant ces signatures moléculaires, nous avons pu déterminer un score histopathologique quantitatif et objectif et qui corrèle avec le pronostic. De plus, par la dissection des signatures lipidiques, nous avons identifié des espèces lipidiques individuelles qui sont discriminants des différentes histologies du CRCLM et qui peuvent potentiellement être utilisées comme des biomarqueurs pour la détermination de la réponse à la thérapie. Plus spécifiquement, nous avons trouvé une série de plasmalogènes et sphingolipides qui permettent de distinguer deux différents types de nécrose (infarct-like necrosis et usual necrosis en anglais, ILN et UN, respectivement). L’ILN est associé avec la réponse aux traitements chimiothérapiques, alors que l’UN est associé au fonctionnement normal de la tumeur.

Development of Imaging Mass Spectrometry Analysis of Lipids in Biological and Clinically Relevant Applications

La spectrométrie de masse mesure la masse des ions selon leur rapport masse sur charge. Cette technique est employée dans plusieurs domaines et peut analyser des mélanges complexes. L’imagerie par spectrométrie de masse (Imaging Mass Spectrometry en anglais, IMS), une branche de la spectrométrie de masse, permet l’analyse des ions sur une surface, tout en conservant l’organisation spatiale des ions détectés. Jusqu’à présent, les échantillons les plus étudiés en IMS sont des sections tissulaires végétales ou animales. Parmi les molécules couramment analysées par l’IMS, les lipides ont suscité beaucoup d'intérêt. Les lipides sont impliqués dans les maladies et le fonctionnement normal des cellules; ils forment la membrane cellulaire et ont plusieurs rôles, comme celui de réguler des événements cellulaires. Considérant l’implication des lipides dans la biologie et la capacité du MALDI IMS à les analyser, nous avons développé des stratégies analytiques pour la manipulation des échantillons et l’analyse de larges ensembles de données lipidiques. La dégradation des lipides est très importante dans l’industrie alimentaire. De la même façon, les lipides des sections tissulaires risquent de se dégrader. Leurs produits de dégradation peuvent donc introduire des artefacts dans l’analyse IMS ainsi que la perte d’espèces lipidiques pouvant nuire à la précision des mesures d’abondance. Puisque les lipides oxydés sont aussi des médiateurs importants dans le développement de plusieurs maladies, leur réelle préservation devient donc critique. Dans les études multi-institutionnelles où les échantillons sont souvent transportés d’un emplacement à l’autre, des protocoles adaptés et validés, et des mesures de dégradation sont nécessaires. Nos principaux résultats sont les suivants : un accroissement en fonction du temps des phospholipides oxydés et des lysophospholipides dans des conditions ambiantes, une diminution de la présence des lipides ayant des acides gras insaturés et un effet inhibitoire sur ses phénomènes de la conservation des sections au froid sous N2. A température et atmosphère ambiantes, les phospholipides sont oxydés sur une échelle de temps typique d’une préparation IMS normale (~30 minutes). Les phospholipides sont aussi décomposés en lysophospholipides sur une échelle de temps de plusieurs jours. La validation d’une méthode de manipulation d’échantillon est d’autant plus importante lorsqu’il s’agit d’analyser un plus grand nombre d’échantillons. L’athérosclérose est une maladie cardiovasculaire induite par l’accumulation de matériel cellulaire sur la paroi artérielle. Puisque l’athérosclérose est un phénomène en trois dimension (3D), l'IMS 3D en série devient donc utile, d'une part, car elle a la capacité à localiser les molécules sur la longueur totale d’une plaque athéromateuse et, d'autre part, car elle peut identifier des mécanismes moléculaires du développement ou de la rupture des plaques. l'IMS 3D en série fait face à certains défis spécifiques, dont beaucoup se rapportent simplement à la reconstruction en 3D et à l’interprétation de la reconstruction moléculaire en temps réel. En tenant compte de ces objectifs et en utilisant l’IMS des lipides pour l’étude des plaques d’athérosclérose d’une carotide humaine et d’un modèle murin d’athérosclérose, nous avons élaboré des méthodes «open-source» pour la reconstruction des données de l’IMS en 3D. Notre méthodologie fournit un moyen d’obtenir des visualisations de haute qualité et démontre une stratégie pour l’interprétation rapide des données de l’IMS 3D par la segmentation multivariée. L’analyse d’aortes d’un modèle murin a été le point de départ pour le développement des méthodes car ce sont des échantillons mieux contrôlés. En corrélant les données acquises en mode d’ionisation positive et négative, l’IMS en 3D a permis de démontrer une accumulation des phospholipides dans les sinus aortiques. De plus, l’IMS par AgLDI a mis en évidence une localisation différentielle des acides gras libres, du cholestérol, des esters du cholestérol et des triglycérides. La segmentation multivariée des signaux lipidiques suite à l’analyse par IMS d’une carotide humaine démontre une histologie moléculaire corrélée avec le degré de sténose de l’artère. Ces recherches aident à mieux comprendre la complexité biologique de l’athérosclérose et peuvent possiblement prédire le développement de certains cas cliniques. La métastase au foie du cancer colorectal (Colorectal cancer liver metastasis en anglais, CRCLM) est la maladie métastatique du cancer colorectal primaire, un des cancers le plus fréquent au monde. L’évaluation et le pronostic des tumeurs CRCLM sont effectués avec l’histopathologie avec une marge d’erreur. Nous avons utilisé l’IMS des lipides pour identifier les compartiments histologiques du CRCLM et extraire leurs signatures lipidiques. En exploitant ces signatures moléculaires, nous avons pu déterminer un score histopathologique quantitatif et objectif et qui corrèle avec le pronostic. De plus, par la dissection des signatures lipidiques, nous avons identifié des espèces lipidiques individuelles qui sont discriminants des différentes histologies du CRCLM et qui peuvent potentiellement être utilisées comme des biomarqueurs pour la détermination de la réponse à la thérapie. Plus spécifiquement, nous avons trouvé une série de plasmalogènes et sphingolipides qui permettent de distinguer deux différents types de nécrose (infarct-like necrosis et usual necrosis en anglais, ILN et UN, respectivement). L’ILN est associé avec la réponse aux traitements chimiothérapiques, alors que l’UN est associé au fonctionnement normal de la tumeur.

Alterações dimensionais do côndilo mandibular em indivíduos de 3 a 20 anos de idade usando tomografia computadorizada de feixe cônico: um estudo preliminar

INTRODUÇÃO: o exame de tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC) oferece excelente representação dos tecidos duros da articulação temporomandibular (ATM). OBJETIVO: investigar as alterações morfológicas do côndilo mandibular, da infância à idade adulta, utilizando a TCFC. MÉTODOS: um estudo transversal foi conduzido envolvendo 36 côndilos de 18 indivíduos com idades variando entre 3 e 20 anos. As imagens dos côndilos foram obtidas por meio do sistema i-CAT e medidas com uma ferramenta do programa específica para ATM, que permite cortes perpendiculares à cabeça do côndilo, com correção individual em função das diferenças angulares de cada um. As maiores distâncias nas vistas lateral e frontal foram consideradas tanto para os côndilos do lado direto como para os do lado esquerdo. RESULTADOS: a dimensão lateral do côndilo mandibular parece ser estabelecida de maneira precoce, sofrendo poucas alterações com o passar dos anos, enquanto a dimensão frontal tende a aumentar. Assimetrias entre o côndilo esquerdo e o direito foram comumente observadas; no entanto, tais diferenças não apresentaram significância estatística para as vistas lateral (P=0,815) e frontal (P=0,374). CONCLUSÕES: os côndilos apresentaram simetria com relação ao tamanho, sendo observado crescimento apenas na dimensão frontal Os resultados sugerem que a TCFC constitui-se numa ferramenta útil na mensuração e avaliação das dimensões condilares.

Building a Open Source Framework for Virtual Medical Training

This paper presents a framework to build medical training applications by using virtual reality and a tool that helps the class instantiation of this framework. The main purpose is to make easier the building of virtual reality applications in the medical training area, considering systems to simulate biopsy exams and make available deformation, collision detection, and stereoscopy functionalities. The instantiation of the classes allows quick implementation of the tools for such a purpose, thus reducing errors and offering low cost due to the use of open source tools. Using the instantiation tool, the process of building applications is fast and easy. Therefore, computer programmers can obtain an initial application and adapt it to their needs. This tool allows the user to include, delete, and edit parameters in the functionalities chosen as well as storing these parameters for future use. In order to verify the efficiency of the framework, some case studies are presented.

Three-Dimensional Stress Distribution in the Human Periodontal Ligament in Masticatory, Parafunctional, and Trauma Loads: Finite Element Analysis

Background: The presence of the periodontal ligament (PDL) makes it possible to absorb and distribute loads produced during masticatory function and other tooth contacts into the alveolar process via the alveolar bone proper. However, several factors affect the integrity of periodontal structures causing the destruction of the connective matrix and cells, the loss of fibrous attachment, and the resorption of alveolar bone. Methods: The purpose of this study was to evaluate the stress distribution by finite element analysis in a PDL in three-dimensional models of the upper central incisor under three different load conditions: 100 N occlusal loading at 45 degrees (model 1: masticatory load); 500 N at the incisal edge at 45 degrees (model 2: parafunctional habit); and 800 N at the buccal surface at 90 degrees (model 3: trauma case). The models were built from computed tomography scans. Results: The stress distribution was quite different among the models. The most significant values (harmful) of tensile and compressive stresses were observed in models 2 and 3, with similarly distinct patterns of stress distributions along the PDL. Tensile stresses were observed along the internal and external aspects of the PDL, mostly at the cervical and middle thirds. Conclusions: The stress generation in these models may affect the integrity of periodontal structures. A better understanding of the biomechanical behavior of the PDL under physiologic and traumatic loading conditions might enhance the understanding of the biologic reaction of the PDL in health and disease. J Periodontol 2009;80:1859-1867.

Management of a permanent tooth after trauma to deciduous predecessor: an evaluation by cone-beam computed tomography

Impaction of permanent teeth represents a clinical challenge with regard to diagnosis, treatment plan, and prognosis. There is a close relationship between deciduous teeth and permanent teeth germ, and any injury in the deciduous dentition may influence the permanent teeth eruption. The extent of the damage caused to the permanent teeth germ depends on the patient age at the time of injury, type of trauma, severity, and direction of the impact. Conventional radiographic images are frequently used for diagnosis; however, recent developments in three-dimensional (3D) imaging systems have enabled dentistry to visualize structural changes effectively, with better contrast and more details, close to the reality. The cone-beam computed tomography (CBCT) has been used in the diagnosis and treatment plan of these impacted teeth. The purpose of the present case report is to describe a successful conservative management of a retained permanent maxillary lateral incisor with delayed root development after a trauma through the deciduous predecessor in a 9 year-old patient. After clinical and radiographic examination, a CBCT examination of the maxilla was requested to complement the diagnosis, providing an accurate 3D position of the retained tooth and its relationship to adjacent structures. The proposed treatment plan was the surgical exposure and orthodontic traction of the retained tooth. The lateral incisor spontaneously erupted after 6 months. Therefore, this case report suggests that permanent teeth with incomplete root formation have a great potential for spontaneous eruption because no tooth malposition or mechanical obstacles are observed.

Three-dimensional technology facilitates surgical performance of novice laparoscopy surgeons: a quantitative assessment on a porcine kidney model

Objective To determine whether the use of 3-dimensional (3D) imaging translates into a better surgical performance of naïve urologic laparoscopic surgeons during pyeloplasty (PY) and partial nephrectomy (PN) procedures. Materials and Methods Eighteen surgeons without any previous laparoscopic experience were randomly assigned to perform PY and PN in a porcine model using initially 2-dimensional (2D) and 3D laparoscopy. A surgical performance score was rated by an "expert" tutor through a modified 5-item global rating scale contemplating operative field view, bimanual dexterity, efficiency, tissue handling, and autonomy. Overall surgical time, complications, subjective perception of participating surgeons, and inconveniences related to the 3D vision were recorded. Results No difference in terms if operative time was found between 2D or 3D laparoscopy for both the PY (P =.51) and the PN (P =.28) procedures. A better rate in terms of surgical performance score was noted by the tutors when the study participants were using 3D vs 2D, for both PY (3.6 [0.8] vs 3.0 [0.4]; P =.034) and PN (3.6 [0.51] vs 3.15 [0.63]; P =.001). No complications occurred in any of the procedures. Most (77.2%) of the participating na??ve laparoscopic surgeons had the perception that 3D laparoscopy was overall easier than 2D. Headache (18.1%), nausea (18.1%), and visual disturbance (18.1%) were the most common issues reported by the surgeons during 3D procedures. Conclusion Despite the absence of translation in a shorter operative time, the use of 3D technology seems to facilitate the surgical performance of naive surgeons during laparoscopic kidney procedures on a porcine model.

Phase Contrast X-Ray Tomographic Microscopy for Biological and Materials Science Applications

The application of two approaches for high-throughput, high-resolution X-ray phase contrast tomographic imaging being used at the tomographic microscopy and coherent radiology experiments (TOMCAT) beamline of the SLS is discussed and illustrated. Differential phase contrast (DPC) imaging, using a grating interferometer and a phase-stepping technique, is integrated into the beamline environment at TOMCAT in terms of the fast acquisition and reconstruction of data and the availability to scan samples within an aqueous environment. A second phase contrast method is a modified transfer of intensity approach that can yield the 3D distribution of the decrement of the refractive index of a weakly absorbing object from a single tomographic dataset. The two methods are complementary to one another: the DPC method is characterised by a higher sensitivity and by moderate resolution with larger samples; the modified transfer of intensity approach is particularly suited for small specimens when high resolution (around 1 mu m) is required. Both are being applied to investigations in the biological and materials science fields.

X-ray microtomography of Larger Foraminifera

X-ray microtomography has become a new tool in earth sciences to obtain non-destructive 3D-image data from geological objects in which variations in mineralogy, chemical composition and/or porosity create sufficient x-ray density contrasts.We present here first, preliminary results of an application to the external and internal morphology of Permian to Recent Larger Foraminifera. We use a SkyScan-1072 high-resolution desk-top micro-CT system. The system has a conical x-ray source with a spot size of about 5µm that runs at 20-100kV, 0-250µA, resulting in a maximal resolution of 5µm. X-ray transmission images are captured by a scintillator coupled via fibre optics to a 1024x1024 pixel 12-bit CCD. The object is placed between the x-ray source and the scintillator on a stub that rotates 360°around its vertical axis in steps as small as 0.24 degrees. Sample size is limited to 2 cm due to the absorption of geologic material for x-rays. The transmission images are back projected using a Feldkamp algorithm into a vertical stack of up to 1000 1Kx1K images that represent horizontal cuts of the object. This calculation takes 2 to several hours on a Double-Processor 2.4GHz PC. The stack of images (.bmp) can be visualized with any 3D-imaging software, used to produce cuts of Larger Foraminifera. Among other applications, the 3D-imaging software furnished by SkyScan can produce 3D-models by defining a threshold density value to distinguish "solid" from "void. Several models with variable threshold values and colors can be imbricated, rotated and cut together. The best results were obtained with microfossils devoid of chamber-filling cements (Permian, Eocene, Recent). However, even slight differences in cement mineralogy/composition can result in surprisingly good x-ray density contrasts.X-ray microtomography may develop into a powerful tool for larger microfossils with a complex internal structure, because it is non-destructive, requires no preparation of the specimens, and produces a true 3D-image data set. We will use these data sets in the future to produce cuts in any direction to compare them with arbitrary cuts of complex microfossils in thin sections. Many groups of benthic and planktonic foraminifera may become more easily determinable in thin section by this way.

Three-dimensional high-resolution fast spin-echo coronary magnetic resonance angiography.

Due to SNR constraints, current "bright-blood" 3D coronary MRA approaches still suffer from limited spatial resolution when compared to conventional x-ray coronary angiography. Recent 2D fast spin-echo black-blood techniques maximize signal for coronary MRA at no loss in image spatial resolution. This suggests that the extension of black-blood coronary MRA with a 3D imaging technique would allow for a further signal increase, which may be traded for an improved spatial resolution. Therefore, a dual-inversion 3D fast spin-echo imaging sequence and real-time navigator technology were combined for high-resolution free-breathing black-blood coronary MRA. In-plane image resolution below 400 microm was obtained. Magn Reson Med 45:206-211, 2001.

FIB-SEM tomography in biology.

Three-dimensional information is much easier to understand than a set of two-dimensional images. Therefore a layman is thrilled by the pseudo-3D image taken in a scanning electron microscope (SEM) while, when seeing a transmission electron micrograph, his imagination is challenged. First approaches to gain insight in the third dimension were to make serial microtome sections of a region of interest (ROI) and then building a model of the object. Serial microtome sectioning is a tedious and skill-demanding work and therefore seldom done. In the last two decades with the increase of computer power, sophisticated display options, and the development of new instruments, an SEM with a built-in microtome as well as a focused ion beam scanning electron microscope (FIB-SEM), serial sectioning, and 3D analysis has become far easier and faster.Due to the relief like topology of the microtome trimmed block face of resin-embedded tissue, the ROI can be searched in the secondary electron mode, and at the selected spot, the ROI is prepared with the ion beam for 3D analysis. For FIB-SEM tomography, a thin slice is removed with the ion beam and the newly exposed face is imaged with the electron beam, usually by recording the backscattered electrons. The process, also called "slice and view," is repeated until the desired volume is imaged.As FIB-SEM allows 3D imaging of biological fine structure at high resolution of only small volumes, it is crucial to perform slice and view at carefully selected spots. Finding the region of interest is therefore a prerequisite for meaningful imaging. Thin layer plastification of biofilms offers direct access to the original sample surface and allows the selection of an ROI for site-specific FIB-SEM tomography just by its pronounced topographic features.

Kolmiulotteinen visualisointi mikromaailman konenäköjärjestelmässä

Työssä oli tarkoituksena saada toteutettua kolmiulotteiseen visualisointiin soveltuva ohjelmisto mikrokokoluokkaa olevien kappaleiden konenäköjärjestelmään. Työssä jouduttiin myös jatkokehittämään menetelmää kolmiulotteisen kuvan hankkimiseksi yhdellä kameralla mikrokokoisesta kohteesta. Kohteen kolmiulotteisella kuvalla voitaisiin suorittaa automaattista järjestelmäohjausta. Työssä tutkittiin ja selvitettiin laitteistolla saavutettavia tarkkuuksia ja nopeuksia, sen soveltamiseksi esimerkiksi mikromanipulaattorin ohjaamiseen. Lisäksi tutkittiin erilaisia kohteita joissa voitaisiin hyödyntää kolmiulotteista visualisointia. Tällaisia kohteita on kappaleiden laadunvalvonnassa tai niiden tutkimisessa ja esittämisessä. Syvyystiedon keräävällä menetelmällä oli saavutettava riittävä nopeus, jotta sillä voitaisiin tarvittaessa ohjata reaaliaikaisesti toimilaitteita. Menetelmänä käytettiin "Depth from Focusing" -menetelmää, johon VTT:llä oli jo aiemmin kehitetty automaattinen fokusointiohjelmisto. Työn puitteissa suoritettiin laitteisto- ja menetelmäkehitystä järjestelmän nopeuttamiseksi. Visualisoinnin toteuttamisen eri mahdollisuuksia kartoitettiin ja sellainen toteutettiin rakennettuun konenäköjärjestelmään.

ESTRO-HERO survey: Radiotherapy equipment and departments in the European countries: Final results from the ESTRO-HERO survey

Background: Documenting the distribution of radiotherapy departments and the availability of radiotherapy equipment in the European countries is an important part of HERO the ESTRO Health Economics in Radiation Oncology project. HERO has the overall aim to develop a knowledge base of the provision of radiotherapy in Europe and build a model for health economic evaluation of radiation treatments at the European level. The aim of the current report is to describe the distribution of radiotherapy equipment in European countries. Methods: An 84-item questionnaire was sent out to European countries, principally through their national societies. The current report includes a detailed analysis of radiotherapy departments and equipment (questionnaire items 2629), analyzed in relation to the annual number of treatment courses and the socio-economic status of the countries. The analysis is based on validated responses from 28 of the 40 European countries defined by the European Cancer Observatory (ECO). Results: A large variation between countries was found for most parameters studied. There were 2192 linear accelerators, 96 dedicated stereotactic machines, and 77 cobalt machines reported in the 27 countries where this information was available. A total of 12 countries had at least one cobalt machine in use. There was a median of 0.5 simulator per MV unit (range 0.31.5) and 1.4 (range 0.44.4) simulators per department. Of the 874 simulators, a total of 654 (75%) were capable of 3D imaging (CT-scanner or CBCToption). The number of MV machines (cobalt, linear accelerators, and dedicated stereotactic machines) per million inhabitants ranged from 1.4 to 9.5 (median 5.3) and the average number of MV machines per department from 0.9 to 8.2 (median 2.6). The average number of treatment courses per year per MV machine varied from 262 to 1061 (median 419). While 69% of MV units were capable of IMRT only 49% were equipped for image guidance (IGRT). There was a clear relation between socio-economic status, as measured by GNI per capita, and availability of radiotherapy equipment in the countries. In many low income countries in Southern and Central-Eastern Europe there was very limited access to radiotherapy and especially to equipment for IMRT or IGRT. Conclusions: The European average number of MV machines per million inhabitants and per department is now better in line with QUARTS recommendations from 2005, but the survey also showed a significant heterogeneity in the access to modern radiotherapy equipment in Europe. High income countries especially in Northern-Western Europe are well-served with radiotherapy resources, other countries are facing important shortages of both equipment in general and especially machines capable of delivering high precision conformal treatments (IMRT, IGRT)

Ilmajohtojen laserkeilaus Suomessa 2014

Tässä kandidaatintyössä on tarkoituksena selvittää ilmajohtojen lentokuvauksen käyttömahdollisuuksia sähköverkkoyhtiöiden toiminnassa. Ilmajohtojen lentokuvaus on Suomessa ja koko maailmassa vielä varsin vähän hyödynnetty keino esimerkiksi sähköverkkojen huolto- ja kunnossapito tarkastuksissa. Lentokuvauksella tarkoitetaan vielä nykyään vuonna 2014 yleensä helikopterista tehtävää johtokadun 3D-kuvausta ja laserkeilausta. Tulevaisuudessa se voi kuitenkin olla mahdollista tehdä myös muista lentävistä aluksista. Työssä on erityisesti keskitytty lentokuvauksessa tehtävään laserkeilukseen ja 3D-kuvaus on jätetty pienemmälle huomiolle. Lisäksi työssä selvitetään lentokuvauksen taloudellista kannattavuutta sähköverkkoyhtiöille sekä pohditaan lentokuvauksen tulevaisuuden näkymiä.