Visualització de volums usant miralls màgics

En el marc del conveni de col·laboració entre el Grup de Gràfics de Girona de la Universitat de Girona i el Grup de Neuroradiologia de l’Institut de Diagnòstic per la Imatge de l’Hospital Universitari Dr. Josep Trueta de Girona, es planteja desenvolupar la plataforma StarViewer, una plataforma que incorpori les tècniques bàsiques de visualització científica complementant la visualització 2D tradicional amb una visualització 3D que permeti inspeccionar la informació del pacient de forma més eficient i facilitant-ne el seu diagnòstic. En aquest projecte s’implementen dos tècniques que formaran part de la plataforma StarViewer. El primer objectiu és implementar un mètode per facilitar la visualització i la interpretació de models de vòxels simples i models de vòxels fusionats, i el segon és implementar un mètode basat en mesures de la Teoria de la Informació per ajudar l’usuari a trobar el punt de vista òptim per a un model donat. Per assolir el primer objectiu ens centrarem en la tècnica dels Miralls màgics o Magic Mirrors, que permeten la visualització simultània del model de vòxels des de diferents punts de vista, i per al segon objectiu, en el concepte d’excess entropy, que és una mesura de la informació, per determinar quin punt de vista aporta més informació a l’usuari

Mapping complex tissue architecture with diffusion spectrum magnetic resonance imaging.

Methods are presented to map complex fiber architectures in tissues by imaging the 3D spectra of tissue water diffusion with MR. First, theoretical considerations show why and under what conditions diffusion contrast is positive. Using this result, spin displacement spectra that are conventionally phase-encoded can be accurately reconstructed by a Fourier transform of the measured signal's modulus. Second, studies of in vitro and in vivo samples demonstrate correspondence between the orientational maxima of the diffusion spectrum and those of the fiber orientation density at each location. In specimens with complex muscular tissue, such as the tongue, diffusion spectrum images show characteristic local heterogeneities of fiber architectures, including angular dispersion and intersection. Cerebral diffusion spectra acquired in normal human subjects resolve known white matter tracts and tract intersections. Finally, the relation between the presented model-free imaging technique and other available diffusion MRI schemes is discussed.

Accelerated MR imaging with spread spectrum encoding

We advocate the use of a novel compressed sensing technique for accelerating the magnetic resonance image acquisition process, coined spread spectrum MR imaging or simply s2MRI. The method resides in pre-modulating the signal of interest by a linear chirp, resulting from the application of quadratic phase profiles, before random k-space under-sampling with uniform average density. The effectiveness of the procedure is theoretically underpinned by the optimization of the coherence between the sparsity and sensing bases. The application of the technique for single coil acquisitions is thoroughly studied by means of numerical simulations as well as phantom and in vivo experiments on a 7T scanner. The corresponding results suggest a favorable comparison with state-of-the-art variable density k-space under-sampling approaches.

Free-breathing renal magnetic resonance angiography with steady-state free-precession and slab-selective spin inversion combined with radial k-space sampling and water-selective excitation.

The impact of radial k-space sampling and water-selective excitation on a novel navigator-gated cardiac-triggered slab-selective inversion prepared 3D steady-state free-precession (SSFP) renal MR angiography (MRA) sequence was investigated. Renal MRA was performed on a 1.5-T MR system using three inversion prepared SSFP approaches: Cartesian (TR/TE: 5.7/2.8 ms, FA: 85 degrees), radial (TR/TE: 5.5/2.7 ms, FA: 85 degrees) SSFP, and radial SSFP combined with water-selective excitation (TR/TE: 9.9/4.9 ms, FA: 85 degrees). Radial data acquisition lead to significantly reduced motion artifacts (P < 0.05). SNR and CNR were best using Cartesian SSFP (P < 0.05). Vessel sharpness and vessel length were comparable in all sequences. The addition of a water-selective excitation could not improve image quality. In conclusion, radial k-space sampling reduces motion artifacts significantly in slab-selective inversion prepared renal MRA, while SNR and CNR are decreased. The addition of water-selective excitation could not improve the lower CNR in radial scanning.

Preparació d'un ciment ossi acrílic modificat amb hidroxiapatita d'origen natural

El ciment ossi es prepara barrejant dos components, un sòlid (en format de pols) i l'altre líquid. En general, en la major part de productes comercials el constituent en pols conté polimetacrilat de metil (PMMA), un agent radioopac i peròxid de benzoïl (BPO) com a iniciador, mentre que el component líquid conté metacrilat de metil (MMA) com a monòmer i com activador la (N,Ndimetil- p-toluidina). Els continguts de cada constituent poden variar lleugerament d'una marca comercial a una altra. En barrejar els dos components es produeix la polimerització i té lloc l'enduriment del ciment. Es planteja la modificació de la formulació convencional del ciment ossi acrílic amb el component inorgànic majoritari dels ossos, és a dir, la hidroxiapatita (HA) (fosfat doble de sodi i calci) amb una relació molar (Ca/P) de 1,67. La HA i particularment la d’origen mineral o de síntesi, no és un component innovador en aquesta disciplina científica, però l’ús de la HA d’origen natural (procedent d’ossos de porc) introdueix la possibilitat d’incorporar un material molt econòmic que pot millorar la resistència mecànica del material sense perjudici de millorar la biocompatibilitat amb teixit ossi viu. Es planteja un treball de cerca d’un material que permeti la fixació de pròtesis articulades o bé pugui ser considerat com a sistema de farciment de cavitat òssies derivades de procesos osteoporòtics. Per arribar a trobar aquest material amb les propietats desitjades es preparen ciments amb diferents continguts en HA natural. Posteriorment es caracteritzen diferents propietats fisico-químiques dels materials les quals permetran prendre decisions a l’hora de determinar la viabilitat tècnica dels materials (tèrmic, mecànic i morfològic). Finalment, es realitza un estudi “in vitro” amb cultius cel•lulars per tal de determinar la biocompatibilitat del material

Transformació d'una màquina de tecnologia additiva per a la fabricació d'scaffolds

Grup de Recerca en Enginyeria de Producte, Procés i Producció de la Universitat de Girona té en les seves instal•lacions una RepRap model Prusa Mendel. Un dels seus àmbits d’investigació és el sector mèdic. Una de les aplicacions més innovadores de les tecnologies additives, emmarcada dins del camp mèdic, és la fabricació de scaffolds. En la medicina regenerativa, els scaffolds s’utilitzen com estructures biodegradables implantables que serveixen de base per a la correcte reproducció de teixit a partir de cèl•lules no diferenciades. L’objecte del projecte és aconseguir fabricar scaffolds amb la Reprap. Per tald’assolir aquest objectiu final caldran molts passos previs. En el moment que s’inicia elpresent projecte la RepRap té tots els seus components muntats, el cablejat instal•lat i el firmware inicial a la placa. Així, en primer lloc cal obtenir una correcta comunicació entre la màquina i l’ordinador a través del qual es podrà accedir a la placa per tal de realizar ajustaments. Una vegada la màquina obeeixi les ordres de moviment en la magnitud i la direcció desitjada serà el moment d’ajustar els paràmetres propis de la impressió. Aquests varien en funció de l’extrusor i el material a utilitzar. En aquest punt es passarà a dissenyar i fabricar diferents tipus de scaffolds variant les estratègies i les geometries. Aquests dissenys seran testats mecànicament a compressió. També seran analitzats geomètricament i se’n determinarà la porositat. Finalment, a partir de l’anàlisi dels resultats s’intentarà trobar una relació entre les diferents formes geomètriques, les porositats i la resistència

A Novel Breast Tissue Density Classification Methodology

It has been shown that the accuracy of mammographic abnormality detection methods is strongly dependent on the breast tissue characteristics, where a dense breast drastically reduces detection sensitivity. In addition, breast tissue density is widely accepted to be an important risk indicator for the development of breast cancer. Here, we describe the development of an automatic breast tissue classification methodology, which can be summarized in a number of distinct steps: 1) the segmentation of the breast area into fatty versus dense mammographic tissue; 2) the extraction of morphological and texture features from the segmented breast areas; and 3) the use of a Bayesian combination of a number of classifiers. The evaluation, based on a large number of cases from two different mammographic data sets, shows a strong correlation ( and 0.67 for the two data sets) between automatic and expert-based Breast Imaging Reporting and Data System mammographic density assessment

Towards a connectome mapping pipeline for neonates using high-resolution MP2RAGE and DTI

Exploring the anatomical and functional connectivities between different regions of the brain (the "Connectome") is a core challenge in neuroscience. While robust methods are available for the adult brain, mapping the connectome in neonates is highly challenging. The purpose of this pilot study is to present a methodological approach for analyzing structural connectivity of a neonate brain and to exploit the MP2RAGE sequence with its advantageous contrast properties

Phase-sensitive black-blood coronary vessel wall imaging.

Black-blood MR coronary vessel wall imaging may become a powerful tool for the quantitative and noninvasive assessment of atherosclerosis and positive arterial remodeling. Although dual-inversion recovery is currently the gold standard, optimal lumen-to-vessel wall contrast is sometimes difficult to obtain, and the time window available for imaging is limited due to competing requirements between blood signal nulling time and period of minimal myocardial motion. Further, atherosclerosis is a spatially heterogeneous disease, and imaging at multiple anatomic levels of the coronary circulation is mandatory. However, this requirement of enhanced volumetric coverage comes at the expense of scanning time. Phase-sensitive inversion recovery has shown to be very valuable for enhancing tissue-tissue contrast and for making inversion recovery imaging less sensitive to tissue signal nulling time. This work enables multislice black-blood coronary vessel wall imaging in a single breath hold by extending phase-sensitive inversion recovery to phase-sensitive dual-inversion recovery, by combining it with spiral imaging and yet relaxing constraints related to blood signal nulling time and period of minimal myocardial motion.

Entorn de suport al diagnòstic d'estenosi de caròtida

L’objectiu d’aquest projecte és ampliar la plataforma Starviewer integrant els mòdulsnecessaris per donar suport al diagnòstic de l’estenosi de caròtida permetentinterpretar de forma més fàcil les imatges Angiografia per Ressonància Magnètica(ARM). La plataforma Starviewer és un entorn informàtic que integra funcionalitatsbàsiques i avançades pel processament i la visualització d’imatges mèdiques. Estàdesenvolupat pel Grup d’Informàtica Gràfica de la Universitat de Girona i l’Institut deDiagnòstic per la Imatge (IDI) de l’hospital Dr. Josep Trueta. Una de les limitacions de la plataforma és el no suportar el tractament de lesions delsistema vascular. Per això ens proposem a corregir-ho i ampliar les seves extensionsper a poder diagnosticar l’estenosi de caròtida

La psychologie d'Aristote chez Freud : essai de psychologie comparée

VEsquisse (1895) ainsi que le chapitre VII de L'interprétation du rêve (1900) de Freud offrent un modèle psychologique - sous-jacent à toute la psychanalyse élaborée par la suite - qui présente des analogies frap¬pantes avec les conceptions aristotéliciennes sur la psyché, principalement développées dans le De l'âme et les Petits traités d'histoire naturelle. Ceci peut se comprendre entre autres par le fait que les seuls cours uni¬versitaires de psychologie et de philosophie que Freud fréquenta, parallèlement à ses études de médecine, furent ceux du théologien, psychologue et philosophe Franz Brentano, grand spécialiste d'Aristote, dont l'impact de l'enseignement sur le jeune Freud est aujourd'hui mieux connu grâce à son échange épistolaire, au début de ses études, avec son ancien ami de gymnase Eduard Silberstein. En effet, plus d'un élément du paradigme psychologique aristotélicien, qui chez cet auteur s'ancre dans la biologie, semblent trouver écho chez Freud : ainsi, la génération de diverses sortes de représentation au sein de l'appareil psychique par l'investissement des traces mnésiques, chez Freud, fait penser à la production ât phantâsmata dans l'âme, par le travail de la phantasîa sur les mouvements résiduels de la perception sensorielle, chez Aristote. De là, ce sont autant le fonctionnement mnésique, que l'explication des phénomènes du rêve et de l'hallucination, que la compréhension du désir dans sa capacité de mettre en mouvement le vivant animé (c'est-à-dire un être doté d'une âme) qui vont représenter les points d'articulation de cette comparaison. -- The Project for a Scientific Psychology (1895) as well as Chapter VII of Freud's Interpretation of Dreams (1900) offer a psychological model - underlying the entire psychoanalysis developed hereafter - which is strikingly similar to Aristotelian conceptions of the psyche in On the Soul and Little Physical Treatises. One explanation may be that the only lectures in psychology and philosophy that Freud attended at university, alongside lectures in medicine, were given by the theologist, psychologist, and philosopher Franz Brentano, who had a deep knowledge of Aristotle. Because of young Freud's correspondence with his high school friend Eduard Silberstein at the beginning of his studies, the influence of Brentano's teachings on Freud is now better known. Indeed, much of the Aristotelian psychological paradigm - rooted in biology - seems to echo in Freud's writings. Thus, the production of various sorts of representations within the psychic apparatus by means of the investment in memory traces in Freud's model evokes the phantâsmata generated in the soul by the action of phantasîa on the residual movements of the sensory perception in Aristotle's psychology. From there, this comparison will hinge as much on the operation of memory as on the explanation of the phenomena of dreams and hallucinations, as on the understanding of desire in its ability to set the animated living being (i.e. a being with a soul) in motion.

Spiral MR myocardial tagging.

In the present study, complementary spatial modulation of magnetization (CSPAMM) myocardial tagging was extended with an interleaved spiral imaging sequence. The use of a spiral sequence enables the acquisition of grid-tagged images with a tagline distance as low as 4 mm in a single breath-hold. Alternatively, a high temporal resolution of 77 frames per second was obtained with 8-mm grid spacing. Ten healthy adult subjects were studied. With this new approach, high-quality images can be obtained and the tags persist throughout the entire cardiac cycle.