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.

Investigation and monitoring of rock slope instabilities in Norway by terrestrial laser scanning

Long-range Terrestrial Laser Scanning (TLS) is widely used in studies on rock slope instabilities. TLS point clouds allow the creation of high-resolution digital elevation models for detailed mapping of landslide morphologies and the measurement of the orientation of main discontinuities. Multi-temporal TLS datasets enable the quantification of slope displacements and rockfall volumes. We present three case studies using TLS for the investigation and monitoring of rock slope instabilities in Norway: 1) the analysis of 3D displacement of the Oksfjellet rock slope failure (Troms, northern Norway); 2) the detection and quantification of rockfalls along the sliding surfaces and at the front of the Kvitfjellet rock slope instability (Møre og Romsdal, western Norway); 3) the analysis of discontinuities and rotational movements of an unstable block at Stampa (Sogn og Fjordane, western Norway). These case studies highlight the possibilities but also limitations of TLS in investigating and monitoring unstable rock slopes.

Morphodynamic analysis of cerebral aneurysm pulsation from time-resolved rotational angiography

This paper presents a technique to estimate and model patient-specific pulsatility of cerebral aneurysms over onecardiac cycle, using 3D rotational X-ray angiography (3DRA) acquisitions. Aneurysm pulsation is modeled as a time varying-spline tensor field representing the deformation applied to a reference volume image, thus producing the instantaneousmorphology at each time point in the cardiac cycle. The estimated deformation is obtained by matching multiple simulated projections of the deforming volume to their corresponding original projections. A weighting scheme is introduced to account for the relevance of each original projection for the selected time point. The wide coverage of the projections, together with the weighting scheme, ensures motion consistency in all directions. The technique has been tested on digital and physical phantoms that are realistic and clinically relevant in terms of geometry, pulsation and imaging conditions. Results from digital phantomexperiments demonstrate that the proposed technique is able to recover subvoxel pulsation with an error lower than 10% of the maximum pulsation in most cases. The experiments with the physical phantom allowed demonstrating the feasibility of pulsation estimation as well as identifying different pulsation regions under clinical conditions.

Magnetization transfer-based 3D visualization of foot peripheral nerves.

PURPOSE: To investigate magnetization transfer (MT) effects as a new source of contrast for imaging and tracking of peripheral foot nerves. MATERIALS AND METHODS: Two sets of 3D spoiled gradient-echo images acquired with and without a saturation pulse were used to generate MT ratio (MTR) maps of 260 μm in-plane resolution for eight volunteers at 3T. Scan parameters were adjusted to minimize signal loss due to T2 dephasing, and a dedicated coil was used to improve the inherently low signal-to-noise ratio of small voxels. Resulting MTR values in foot nerves were compared with those in surrounding muscle tissue. RESULTS: Average MTR values for muscle (45.5 ± 1.4%) and nerve (21.4 ± 3.1%) were significantly different (P < 0.0001). In general, the difference in MTR values was sufficiently large to allow for intensity-based segmentation and tracking of foot nerves in individual subjects. This procedure was termed MT-based 3D visualization. CONCLUSION: The MTR serves as a new source of contrast for imaging of peripheral foot nerves and provides a means for high spatial resolution tracking of these structures. The proposed methodology is directly applicable on standard clinical MR scanners and could be applied to systemic pathologies, such as diabetes.

Is spinal stenosis assessment dependent on slice orientation? A magnetic resonance imaging study.

INTRODUCTION: Lumbar spinal stenosis (LSS) treatment is based primarily on the clinical criteria providing that imaging confirms radiological stenosis. The radiological measurement more commonly used is the dural sac cross-sectional area (DSCA). It has been recently shown that grading stenosis based on the morphology of the dural sac as seen on axial T2 MRI images, better reflects severity of stenosis than DSCA and is of prognostic value. This radiological prospective study investigates the variability of surface measurements and morphological grading of stenosis for varying degrees of angulation of the T2 axial images relative to the disc space as observed in clinical practice. MATERIALS AND METHODS: Lumbar spine TSE T2 three-dimensional (3D) MRI sequences were obtained from 32 consecutive patients presenting with either suspected spinal stenosis or low back pain. Axial reconstructions using the OsiriX software at 0°, 10°, 20° and 30° relative to the disc space orientation were obtained for a total of 97 levels. For each level, DSCA was digitally measured and stenosis was graded according to the 4-point (A-D) morphological grading by two observers. RESULTS: A good interobserver agreement was found in grade evaluation of stenosis (k = 0.71). DSCA varied significantly as the slice orientation increased from 0° to +10°, +20° and +30° at each level examined (P < 0.0001) (-15 to +32% at 10°, -24 to +143% at 20° and -29 to +231% at 30° of slice orientation). Stenosis definition based on the surface measurements changed in 39 out of the 97 levels studied, whereas the morphology grade was modified only in two levels (P < 0.01). DISCUSSION: The need to obtain continuous slices using the classical 2D MRI acquisition technique entails often at least a 10° slice inclination relative to one of the studied discs. Even at this low angulation, we found a significantly statistical difference between surface changes and morphological grading change. In clinical practice, given the above findings, it might therefore not be necessary to align the axial cuts to each individual disc level which could be more time-consuming than obtaining a single series of axial cuts perpendicular to the middle of the lumbar spine or to the most stenotic level. In conclusion, morphological grading seems to offer an alternative means of assessing severity of spinal stenosis that is little affected by image acquisition technique.

The Point system of selection of immigrants in Quebec

The present paper is aimed at identifying what are the effects of the Point System of Selection of immigrants in Quebec. I defend that the distribution of points results in a different composition of immigrant stocks in terms of origin mix and not in terms of labour skills. To do so, I carry out a longitudinal descriptive analysis on the national composition of immigrants in Quebec and two other significant provinces (Ontario and British Columbia), as well as an analysis of the distribution of points in Quebec and in the rest of Canada.

Ordonnance de M. le comte de Sainte Maure, premier écuyer commandant la grande écurie du Roi, bailli et capitaine des chasses de la varenne des Tuileries, pont de S. Cloud, plaine de S. Denis, portant règlement général sur le fait des chasses

[Acte. 1719-08-21. Paris]

Ordonnance (du capitaine des chasses de la varenne des Tuileries, pont de S. Cloud, plaine de S. Denis, Genevilliers et dépendances) portant règlement pour les chasses

[Acte. 1726-08-27. aux Tuileries]

3D-partikkelit aloittelijoille : tarkastelussa 3D-Kalevala-projekti

Opinnäytteeni teososana on 3D-Kalevala projektinimellä tunnetun animaation partikkeliefektit. Tarkastelen tarkemmin elokuvan Lumi-, Kylä-, Paja- ja Luola-kohtauksia. 3D-Kalevala on tietokoneella tehty animaatio, joka kertoo Suomen kansalliseepoksen Kalevalan päähenkilöstä Väinämöisestä. Elokuvassa vanha Väinämöinen muistelee nuoruutensa tapahtumia. 3D-Kalevala-projekti käynnistettiin vuonna 2003, mutta sen alkuperäiset tekijät eivät saaneet sitä valmiiksi, ja projektin teko keskeytettiin vuonna 2005. Vuoden 2006 keväällä projektiin perustettiin uusi kahden verkkoviestinnän opiskelijan projektiryhmä, jonka tehtävänä oli saada elokuva valmiiksi vuoden 2007 kevääseen mennessä. Kun aloitimme projektin tekemisen, olin kolmiulotteisessa mallinnuksessa aloittelija. Tästä johtuen opinnäytteen kirjallinen osa on opas aloittelijoille partikkelien maailmaan. Selvitän raportissani miten elokuvan partikkeliefektit rakennettiin, mitä niiden tekeminen minulta vaati ja miten ne loppujen lopuksi mielestäni onnistuivat. Elokuvan efektit tehtiin 3D Studio Max-ohjelman versiolla 6.0, ja tämän takia kirjoitankin efektien rakentamisesta kyseisen ohjelman keinoin. Projektin suuruuden vuoksi molemmat tekijät pääsivät tekemään monenlaisia töitä, mutta päävastuualueet olivat selvät. Minun osani oli tehdä elokuvaan efektejä. Partikkeliefektit ovat proseduraalisia efektejä, joiden avulla on mahdollista tehdä aidon näköisiä luonnonilmiöitä, kuten tulta, savua, kipinöitä ja veden roiskeita. Koska partikkeliefektit mallintavat reaalimaailman ilmiöitä, on tekijän hyvä olla kiinnostunut selvittämään ilmiöiden käyttäytymistä luonnossa. Raportoin myös projektin aikana huomaamistani hyvistä tavoista opiskella itsenäisesti partikkelien rakentamiseen käytettyjä tekniikoita. On hyvä lukea 3D Studio Maxin tasokasta käyttöohjesovellusta, tutustua Internetissä löytyviin 3D-aiheisiin foorumeihin, käydä aiheesta tutoriaaleja läpi sekä tutustua ohjelman ominaisuuksiin kokeilemalla ja tutkimalla itsenäisesti. Elokuvan efektit onnistuivat mielestäni kiitettävästi ottaen huomioon lähtötasoni. Löysin tapoja kehittää itseäni ja helppoja keinoja toteuttaa realistista jälkeä efektien rakentamisessa. Toivon, että raportistani olisi jollekin 3D-partikkeliefekteistä kiinnostuneelle hyötyä.

Keskeytyneen uusmediatuotannon jatkaminen : kohteena 3D-Kalevala

Opinnäytetyöni aiheena on keskeytyneen uusmediatuotannon jatkaminen. Monimuototyön työosana toteutettiin 7-minuuttinen 3D animaatio, joka kertoo Suomen kansalliseepoksen Kalevalan taruhahmosta Väinämöisestä, muistelemassa menneitä. Projekti käynnistettiin alun perin vuonna 2003, mutta resurssien vähetessä se keskeytyi vuoden 2005 loppupuolella. Keväällä 2006 projekti käynnistettiin uuden projektiryhmän voimin, jossa olin itse mukana vastaten muun muassa tuotannonohjauksesta ja hahmoanimoinneista. Uusi projektiryhmä oli henkilöstöresursseiltaan pieni, joten vastuualueet olivat monipuolisia. Keskeytyneen projektin jatkamisen ja haltuunoton haasteellisuus sai minut kiinnostumaan tutkia aihetta tarkemmin. Tuotannonohjaajana vastasin hyvin pitkälle tuotannon uudesta käynnistämisestä ja projektin saattamisesta vihdoin loppuun. Keskeytyneen projektin haltuunotto oli tilanteena kaikille uusi, mikä heijastui vaikeuksina uudelleen käynnistettyyn tuotantoon. Raportin tarkoituksena ei ole olla projektinhallinnallinen käsikirja, sillä käsittelen vain tämän projektin jatkolle oleellisina pidettyjä asioita. Projekti toivottavasti kuitenkin antaa kuvan huolellisen projektinhallinnan ja onnistuneen tuotannonohjauksen tärkeydestä. Jokainen keskeytynyt projekti ei ole aina välttämättä elvytettävissä - ainakaan alkuperäisessä muodossaan. Projektin jatkamista tulisi katsoa aina tapauskohtaisesti. Keskeytymiseen on useimmiten syynsä, joten ongelmien selvittäminen ja niihin puuttuminen on tärkeää ennen jatkopäätöksen tekemistä. Myös projektityöskentelytavat kehittyvät ja pohdin työssäni uusien projektinhallintatapojen, kuten wikien käyttöä projektinhallinnan työkaluna ja projektiyhteisön välistä viestintää edistävänä työkaluna.

City of Center Point, Independent Auditor's Reports, Basic Financial Statements and Supplementary Information, Schedule of Findings, June 30, 2005

City Audit Report