Zobaczy wicej tomograficzne obrazy 3D dr Laurent Baboutdr in. Marcin Janaszewskimgr in. Micha Postolskimgr in. ukasz JopekKatedra Informatyki Stosowanej, WEEiA, PXI Festiwal Nauki Techniki i Sztuki, IFE-P, 14 kwietnia 2011r

Spis treciDlaczego obrazy 3D s potrzebne?Zalety tomografii rentgenowskiejZasada dziaania tomografiiZastosowanie tomografii rentgenowskiej do analizy pkni korozyjnych w materiaachZastosowanie tomografii rentgenowskiej w ilociowej analizie drzew oskrzelowych

Dlaczego obrazy 3D s potrzebne?wiat jest trjwymiarowy.Obrazy 2D pokazuj wiele ale nie pokazuj co jest przed. Czasami obrazy 2D prowadz do bdnej interpretacji (dwa obiekty w 2D mog stanowi jeden obiekt w 3D) Wizualizacja stereoskopowa obrazw 3D otwiera nowe moliwoci i dostarcza duo zabawy

Zalety tomografii rentgenowskiejNieinwazyjna metoda diagnostykiGeneruje obrazy 3DUmoliwia badanie rnego rodzaju obiektw: istoty ywe, materiay, procesy przemysowe, produkty przemysowe, rne dziedziny nauki CAD

przekrj obiektuZasada dziaania tomografii rentgenowskiej I0IDetektor01NateniePiksel6000Obraz tomograficzny mapa 3D lokalnego wspczynnika pochaniania

Eksploracja 3D szczeliny korozyjnej Korozja jest wszdzie i moe w rny sposb wpywa na nasze ycie codziennerwnie w przemyle stanowi duy problem

Mikrostruktura materiau powinna by optymalizowana pod ktem odpornoci na korozj

W jaki sposb obrazy tomograficzne mog pomc?Analiza zjawisk we wntrzu materiauUzyskanie lepszej korelacji i zrozumienia interakcji szczeliny korozyjnej z mikrostruktur Jak szczelina rozrasta si od powierzchni materiau do jego wntrzaJak, gdzie i kiedy powstaj wizada mostoweUatwia wyznaczanie lepszych modeli mikrostrukturyUmoliwia analiz penej historii pkni. Wymaga przeprowadzenia eksperymentu in situ.

Eksperyment* wymaga przygotowa i rodkw ostronoci*przeprowadzony w ID19 X-ray microtomography beam-line w ESRF (Grenoble, Francja. url: www.esrf.eu)

Rendering 3D prbki materiau

Podr 3D do wntrza prbkiAlgorytm wypeniania otworw rozpoznaje i wydobywa wizada mostowe

Historia degradacji prbki a do jej rozerwania Pena historia procesu pkania: naoenie obrazu szczeliny i mostw na popkan powierzchni prbki

Nowe kierunki bada: porwnanie z innymi technikami wizualizacjiMikroskopia elektronowaDyfrakcyjna tomografia kontrastowa

Ilociowy opis oskrzeli na bazie obrazw tomograficznych TchawicaOskrzela gwneOskrzela patowe (6 to15 mm)Oskrzeliki (1 to 5mm)Oskrzeliki kocowe (0.7mm)

Choroby oskrzeliAstmaChoruje 300 milionw na wiecie.250000 ty ludzi umiera rocznie.Przewleka obturacyjna choroba puc WHO przewiduje, e POChP w 2030 roku stanie si 4 przyczyn zgonw na wiecie.Aktualnie stosowane jedynie leczenie objawowe

Nowoczesne badanie oskrzeli

Program do ilociowej analizy drzew oskrzelowych2 algorytmy segmentacji drzewa oskrzelowego10 algorytmw szkieletyzacji drzewa oskrzelowegoKonwersja szkieletu do grafuMoliwo wyboru dowolnej gazi grafu5 algorytmw generacji wektorw rwnolegych do szkieletuMoliwo dokonania przekroju 2D prostopadego do szkieletu w dowolnym wokselu wybranej gazi3 algorytmy pomiaru przewitu i gruboci cianki oskrzeli na bazie przekroju 2D

Wynik segmentacji oskrzeli

Wynik szkieletyzacji

Konwersja szkieletu do postaci grafu

Wyznaczanie objtoci kadej gazi oskrzela

Selekcja przekroju 2D

Wykres pola przewitu oskrzeli dla wybranej gazi

Detekcja granic ciany oskrzeli

Realizowane projektyZamykanie i wypenianie otworw w obiektach wystpujcych na obrazach tomograficznychWsppraca: Uniwersytet Pary WschodniZastosowanie zamykania i wypeniania otworw do detekcji wizade mostowych na bazie tomograficznych obrazw pkni korozyjno napreniowych w stali nierdzewnejWsppraca: Uniwersytet w Manchesterze , Segmentacja obrazw tomograficznych stopw tytanu o strukturze pytkowej.Wsppraca: MATEIS, INSA Lyon Francja Ilociowa analiza oskrzeli na bazie tomograficznych obrazw klatki piersiowejWsppraca: Uniwersytet Medyczny w odzi, Uniwersytet Pary WschodniBudowa profesjonalnego systemu wizualizacji stereoskopowej wsppraca: Uniwersytet w Manchesterze i Uniwersytet Pary Wschodni

Dzikujemy za uwaglbabout@kis.p.lodz.pl, janasz@kis.p.lodz.plKatedra Informatyki Stosowanej Bud. WEEIA (A10) pok. 318

Plan prezentacji jest nastpujcy

Zasada dziaania tomografii rentgenowskiej jest prosta. Prbka jest umieszczona pomidzy rdem promieni X i detektorem. Natenie promienia padajcego (I0) podczas przechodzenia przez prbk zmienia si poniewa jest absorbowane w rnym stopniu przez rne komponenty obiektu. Std kady piksel detektora rejestruje natenie promieniowania I, ktre jest nisze od natenia promienia padajcego. Podczas rotacji prbki profil natenia zmienia si i kombinacja tych profili jako funkcja kta rotacji tworzy tak zwany synogram, ktry jest dalej uywany do rekonstrukcji obrazu obiektu z wykorzystaniem inwersji transformaty Radona. srednicaspecjalnie zaprojektowanej maszyny wytrzymaociowej heksaoksodisiarczan potasu

wewntrzna rura PMMA stosowana jest jako pojemnik na roztwr, natomiast druga, wiksza, zapewnia przeniesienie obcienia midzy dolnym i grnym uchwytem w maszynie wytrzymaociowej

W trakcie Prba rozcigania i atak korozyjny jest pocztek przebiegu duego pknicia. Wewntrz probki, mona zidentyfikowa liczb niecigoci w obrazach dwu-wymiarowych. Mona wykaza, e s one mostami lub wizadami czcymi przeciwne strony pknicia, przez translacj ramki obserwacyjnego w przd i w ty wok interesujcych nas obszarw. Wzrokowa detekcja mostw moe by podatna na bdy i jest tylko jakociowa. Dlatego, detekcja automatyczna jest najbardziej odpowiednim rozwizaniem w celu zarwno jednoznacznego zlokalizowania wizada mostowego. W obiekcie reprezentujcym szczelin 3D mosty reprezentowane s przez tunele ktory mog by rozpoznane i wydobywane z uzyskaniem algorytmem wypeniania otworwRozchodzenie si tego pknicia doprowadzio do uszkodzenia prbki.Pena historia procesu pkania: naoenie obrazu szczeliny i mostw na popkan powierzchni prbkiten zestaw danych porwnano z danymi tomografii dyfrakcyjnej DCT w celu analizy waciwoci krystalograficznych wizada mostowego wzdu pknicia Na wejcie procesu ilociowej analizy oskrzeli Institut national des sciences appliques