Sensorless reconstruction of freehand 3D ultrasound data.

Freehand 3D ultrasound can be acquired without a position sensor by finding the separations of pairs of frames using information in the images themselves. Previous work has not considered how to reconstruct entirely freehand data, which can exhibit irregularly spaced frames, non-monotonic out-of-plane probe motion and significant inplane motion. This paper presents reconstruction methods that overcome these limitations and are able to robustly reconstruct freehand data. The methods are assessed on freehand data sets and compared to reconstructions obtained using a position sensor.

Freehand core biopsy in breast cancer: an accurate predictor of tumour grade following neoadjuvant chemotherapy?

Core biopsy is an increasingly used technique in the pre-operative diagnosis of breast carcinoma, as it provides useful prognostic information with respect to tumour type and grade. Neoadjuvant chemotherapy is being used in the treatment of large and locally advanced breast cancers but little is known regarding the correlation between tumour histology on pre-treatment core biopsy and that in residual tumour following primary chemotherapy and surgery. This study aimed to evaluate the accuracy of core biopsy in predicting these features in patients treated with primary chemotherapy. One hundred and thirty-three patients with carcinoma of the breast diagnosed on clinical, radiological and cytological examination underwent core biopsy, followed by primary chemotherapy (with cyclophosphamide, vincristine, doxorubicin and prednisolone) and surgery. The false-negative rate for pre-treatment core biopsy was 14%, with 91% agreement between the grade demonstrated on core biopsy and that in the residual tumour following completion of chemotherapy. Tumour type in the residual post-chemotherapy tumour was predicted by core biopsy in 84%. This study suggests that pre-treatment core biopsy histology accurately predicts residual tumour histology following primary chemotherapy and surgery in patients with breast cancer. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Feature Point Detection and Curve Approximation for Early Processing of Freehand Sketches

Freehand sketching is both a natural and crucial part of design, yet is unsupported by current design automation software. We are working to combine the flexibility and ease of use of paper and pencil with the processing power of a computer to produce a design environment that feels as natural as paper, yet is considerably smarter. One of the most basic steps in accomplishing this is converting the original digitized pen strokes in the sketch into the intended geometric objects using feature point detection and approximation. We demonstrate how multiple sources of information can be combined for feature detection in strokes and apply this technique using two approaches to signal processing, one using simple average based thresholding and a second using scale space.

Drawing and surface: freehand architectural drawing mediated by digital

This paper discusses the redefinition of the function of freehand drawing in the design process in view of intuitive digital media. It sets forth an interpretive analysis of an experiment with drawing on opaque tablets, carried out with a group of students of the Instituto de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo. After a brief review of the current debate on freehand drawing and the advent of digital media, we examine the experiment as a possible way to elicit facts that may contribute to the discussion. To this end, our research has concentrated on the intuitive use enabled by existing digital media. It is our intention that this empirical approximation becomes a pilot experiment for the use of digital tablets in the process of construction the gaze of the student in Architecture and Urbanism as a reflection on the different cognitive dimensions that constitute the practice of drawing and its reinterpretation to develop new ideas.

Comparison of freehand-navigated and aiming device-navigated targeting of liver lesions

BACKGROUND Accurate needle placement is crucial for the success of percutaneous radiological needle interventions. We compared three guiding methods using an optical-based navigation system: freehand, using a stereotactic aiming device and active depth control, and using a stereotactic aiming device and passive depth control. METHODS For each method, 25 punctures were performed on a non-rigid phantom. Five 1 mm metal screws were used as targets. Time requirements were recorded, and target positioning errors (TPE) were measured on control scans as the distance between needle tip and target. RESULTS Time requirements were reduced using the aiming device and passive depth control. The Euclidian TPE was similar for each method (4.6 ± 1.2-4.9 ± 1.7 mm). However, the lateral component was significantly lower when an aiming device was used (2.3 ± 1.3-2.8 ± 1.6 mm with an aiming device vs 4.2 ± 2.0 mm without). DISCUSSION Using an aiming device may increase the lateral accuracy of navigated needle insertion.

Eliot the younger; a fiction in freehand.

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Cusack's freehand ornament. A text book with chapters on elements, principles, and methods of freehand drawing, for the general use of teachers and students ...

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Analysing children’s drawings : applied imagination

This article centres on a research project in which freehand drawings provided a richly creative and colourful data source of children’s imagined, ideal learning environments. Issues concerning the analysis of the visual data are discussed, in particular how imaginative content was analysed and how the analytical process was dependent on an accompanying, secondary data source comprising brief, explanatory written texts.

Three-dimensional ultrasound imaging.

This review is about the development of three-dimensional (3D) ultrasonic medical imaging, how it works, and where its future lies. It assumes knowledge of two-dimensional (2D) ultrasound, which is covered elsewhere in this issue. The three main ways in which 3D ultrasound may be acquired are described: the mechanically swept 3D probe, the 2D transducer array that can acquire intrinsically 3D data, and the freehand 3D ultrasound. This provides an appreciation of the constraints implicit in each of these approaches together with their strengths and weaknesses. Then some of the techniques that are used for processing the 3D data and the way this can lead to information of clinical value are discussed. A table is provided to show the range of clinical applications reported in the literature. Finally, the discussion relating to the technology and its clinical applications to explain why 3D ultrasound has been relatively slow to be adopted in routine clinics is drawn together and the issues that will govern its development in the future explored.

A novel device to measure acetabular inclination with patients in lateral decubitus

The ability to measure acetabular cup orientation accurately during total hip arthroplasty represents a significant challenge. The aim of this research was to develop and evaluate a novel low cost mechanical device for measuring operative acetabular inclination. Cup implantation was simulated in two trials using the novel device: firstly involving surgeons and engineers orientating acetabular cups with sawbone pelves at a range of inclination angles (20°-55° in 5° increments); secondly in a simulated intra-operative scenario with surgeons. Target angles were compared with achieved angles and deviations from desired angles were recorded. In addition, all participants orientated cups under the same conditions using two other techniques: freehand and with a propriatory Mechanical Alignment Guide. In the first trial, the mean errors (deviations) using freehand technique, the mechanical alignment guide and the new device were 5.2° +/- 4.3° (range 0.1-22.0), 3.6° +/- 3.9° (range 0.1°-33.6°) and 0.5° +/- 0.4° (range 0.0-1.9) respectively. In the second trial, the mean error for freehand technique, mechanical alignment guide and the new device were 6.2° +/- 4.2° (range 0.2-18.2), 3.8° +/- 3.3° (range 0.0-19.1) and 0.6° +/- 0.5° (range 0.0-1.8) respectively. The new device has the potential to allow the surgeon to choose and record operative inclination accurately during total hip arthroplasty in the lateral decubitus position.

Suivi des vaisseaux sanguins en temps réel à partir d’images ultrasonores mode-B et reconstruction 3D : application à la caractérisation des sténoses artérielles

La maladie des artères périphériques (MAP) se manifeste par une réduction (sténose) de la lumière de l’artère des membres inférieurs. Elle est causée par l’athérosclérose, une accumulation de cellules spumeuses, de graisse, de calcium et de débris cellulaires dans la paroi artérielle, généralement dans les bifurcations et les ramifications. Par ailleurs, la MAP peut être causée par d`autres facteurs associés comme l’inflammation, une malformation anatomique et dans de rares cas, au niveau des artères iliaques et fémorales, par la dysplasie fibromusculaire. L’imagerie ultrasonore est le premier moyen de diagnostic de la MAP. La littérature clinique rapporte qu’au niveau de l’artère fémorale, l’écho-Doppler montre une sensibilité de 80 à 98 % et une spécificité de 89 à 99 % à détecter une sténose supérieure à 50 %. Cependant, l’écho-Doppler ne permet pas une cartographie de l’ensemble des artères des membres inférieurs. D’autre part, la reconstruction 3D à partir des images échographiques 2D des artères atteintes de la MAP est fortement opérateur dépendant à cause de la grande variabilité des mesures pendant l’examen par les cliniciens. Pour planifier une intervention chirurgicale, les cliniciens utilisent la tomodensitométrie (CTA), l’angiographie par résonance magnétique (MRA) et l’angiographie par soustraction numérique (DSA). Il est vrai que ces modalités sont très performantes. La CTA montre une grande précision dans la détection et l’évaluation des sténoses supérieures à 50 % avec une sensibilité de 92 à 97 % et une spécificité entre 93 et 97 %. Par contre, elle est ionisante (rayon x) et invasive à cause du produit de contraste, qui peut causer des néphropathies. La MRA avec injection de contraste (CE MRA) est maintenant la plus utilisée. Elle offre une sensibilité de 92 à 99.5 % et une spécificité entre 64 et 99 %. Cependant, elle sous-estime les sténoses et peut aussi causer une néphropathie dans de rares cas. De plus les patients avec stents, implants métalliques ou bien claustrophobes sont exclus de ce type d`examen. La DSA est très performante mais s`avère invasive et ionisante. Aujourd’hui, l’imagerie ultrasonore (3D US) s’est généralisée surtout en obstétrique et échocardiographie. En angiographie il est possible de calculer le volume de la plaque grâce à l’imagerie ultrasonore 3D, ce qui permet un suivi de l’évolution de la plaque athéromateuse au niveau des vaisseaux. L’imagerie intravasculaire ultrasonore (IVUS) est une technique qui mesure ce volume. Cependant, elle est invasive, dispendieuse et risquée. Des études in vivo ont montré qu’avec l’imagerie 3D-US on est capable de quantifier la plaque au niveau de la carotide et de caractériser la géométrie 3D de l'anastomose dans les artères périphériques. Par contre, ces systèmes ne fonctionnent que sur de courtes distances. Par conséquent, ils ne sont pas adaptés pour l’examen de l’artère fémorale, à cause de sa longueur et de sa forme tortueuse. L’intérêt pour la robotique médicale date des années 70. Depuis, plusieurs robots médicaux ont été proposés pour la chirurgie, la thérapie et le diagnostic. Dans le cas du diagnostic artériel, seuls deux prototypes sont proposés, mais non commercialisés. Hippocrate est le premier robot de type maitre/esclave conçu pour des examens des petits segments d’artères (carotide). Il est composé d’un bras à 6 degrés de liberté (ddl) suspendu au-dessus du patient sur un socle rigide. À partir de ce prototype, un contrôleur automatisant les déplacements du robot par rétroaction des images échographiques a été conçu et testé sur des fantômes. Le deuxième est le robot de la Colombie Britannique conçu pour les examens à distance de la carotide. Le mouvement de la sonde est asservi par rétroaction des images US. Les travaux publiés avec les deux robots se limitent à la carotide. Afin d’examiner un long segment d’artère, un système robotique US a été conçu dans notre laboratoire. Le système possède deux modes de fonctionnement, le mode teach/replay (voir annexe 3) et le mode commande libre par l’utilisateur. Dans ce dernier mode, l’utilisateur peut implémenter des programmes personnalisés comme ceux utilisés dans ce projet afin de contrôler les mouvements du robot. Le but de ce projet est de démontrer les performances de ce système robotique dans des conditions proches au contexte clinique avec le mode commande libre par l’utilisateur. Deux objectifs étaient visés: (1) évaluer in vitro le suivi automatique et la reconstruction 3D en temps réel d’une artère en utilisant trois fantômes ayant des géométries réalistes. (2) évaluer in vivo la capacité de ce système d'imagerie robotique pour la cartographie 3D en temps réel d'une artère fémorale normale. Pour le premier objectif, la reconstruction 3D US a été comparée avec les fichiers CAD (computer-aided-design) des fantômes. De plus, pour le troisième fantôme, la reconstruction 3D US a été comparée avec sa reconstruction CTA, considéré comme examen de référence pour évaluer la MAP. Cinq chapitres composent ce mémoire. Dans le premier chapitre, la MAP sera expliquée, puis dans les deuxième et troisième chapitres, l’imagerie 3D ultrasonore et la robotique médicale seront développées. Le quatrième chapitre sera consacré à la présentation d’un article intitulé " A robotic ultrasound scanner for automatic vessel tracking and three-dimensional reconstruction of B-mode images" qui résume les résultats obtenus dans ce projet de maîtrise. Une discussion générale conclura ce mémoire. L’article intitulé " A 3D ultrasound imaging robotic system to detect and quantify lower limb arterial stenoses: in vivo feasibility " de Marie-Ange Janvier et al dans l’annexe 3, permettra également au lecteur de mieux comprendre notre système robotisé. Ma contribution dans cet article était l’acquisition des images mode B, la reconstruction 3D et l’analyse des résultats pour le patient sain.

Tratamiento informático de imágenes de vídeo.

El proyecto pretende unificar dos herramientas básicas de la comunicación audiovisual, el vídeo y el ordenador, para multiplicar sus posibilidades educativas. Los objetivos son identificar los mecanismos y valores con los que las tecnologías audiovisuales y los medios de comunicación socializan a las personas; que los alumnos adquieran conocimientos sobre comunicación audiovisual para participar activamente en la sociedad; interpretar y producir mensajes audiovisuales, respetando formas diferentes de expresión; valorar y respetar el patrimonio audiovisual; acostumbrarse a trabajar en equipo; aprender a manejar cámaras de fotos y videocámaras digitales, y a realizar montajes digitales; y estar informados de los avances en la aplicación de nuevas tecnologías a la comunicación audiovisual. En cuanto a la metodología, el proyecto continúa una serie de actividades que ya estaban en marcha en el centro. Las sesiones con los alumnos se realizan al final de la jornada escolar y se dedican sesiones especiales en las festividades del centro. Los alumnos elaboran trabajos a los que se les aplica un tratamiento digital de imágenes fijas con Photoshop, Corel Draw y Freehand, y de imágenes en movimiento con el programa iMove. Se elaboran cinco CD-ROM con clips de animación y clips publicitarios; un panel para el 25 Aniversario del centro, con imágenes de Internet, digitalización de imágenes fijas y dibujos a partir de fotos tratadas digitalmente; dos vídeos con los clips de animación en VHS; se exhiben escenas de teatro, se graban en vídeo y se tratan digitalmente; y se elabora un vídeo de presentación del instituto a partir de secuencias pregrabadas y digitalizadas. Se incluye un CD-ROM con una muestra de algunos trabajos, como el Paseo por Madrid, que consiste en un recorrido desde el Paseo del Prado hasta la Plaza de Colón, y un reportaje que presenta la entrada al instituto..

Estudo Morfo-anatômico da Folha e do Caule de Piper arboreum Aubl. (Piperaceae)

The genus Piper L. includes a great number of medicinal interest species. P. arboreum is frequent in forests of Maringa, Parana State, Brazil. Its leaves and stem are analyzed morphologic and anatomically, freehand sectioned in cross-section and longitudinal section, and were stained in astra blue and safranin. Petiole and midrib base present 15-20 vascular bundles. The blade is hypostomatic, dorsiventral and shows staurocytic stomatal complex, subepidermis and oil idioblasts. The stem possesses medullary vascular bundles; a typical endodermis is not observed, as it occurs in other Piper species.