Metodi automatici di analisi e caratterizzazione di esami radiologici del massiccio facciale.

L'obiettivo di questo lavoro è lo sviluppo di algoritmi e procedure di analisi di referti radiografici digitali di tipo CBCT delle strutture della mandibola e dell’apparato dentario. In particolare, mediante un’opportuna campagna di sperimentazione, in collaborazione con i reparti di radiologia ed odontoiatria del Policlinico di Palermo, è stata realizzata un procedura in grado di: • eliminare i problemi di sovrapponibilità dei referti tridimensionali effettuati in tempi successivi; • identificare lo spazio parodontale su indagini CBCT per la valutazione dei possibili difetti nello stesso e prevedere l’insorgenza di parodontiti. • individuare gli elementi di maggiore interesse medico caratterizzanti l'anatomia dell'arcata mandibolare quali linee inferiori, linea media ed elementi dentari. La prima parte del lavoro ha affrontato le problematiche riguardanti la sovrapposizione di esami effettuati in tempi differenti dello stesso soggetto e quindi la necessità di risolvere le problematiche relative agli scostamenti tra le due immagini, dovuti all’impossibilità di riposizionare il paziente nella posizione esatta e alle differenze di intensità luminosa dovute alle caratteristiche degli strumenti di acquisizione e alle differenze di posizionamento del paziente. Successivamente sono state sviluppate procedure di analisi delle immagini CBCT per l'identificazione degli elementi dentari e l'analisi del tessuto parodontale, cioè l’insieme delle strutture che circondano il dente e lo mantengono saldamente attaccato all’osso, per identificare dei difetti ossei di interesse chirurgico. Infine l'attività si è concentrata sul riconoscimento semi automatico degli elementi caratterizzanti l'anatomia dell'arcata mandibolare, consentendo un analisi personalizzata dei dati che al contempo faciliti le attività di diagnosi, prognosi e terapia in ambito odontoiatrico. Nel Capitolo 1 viene descritta la struttura della tesi. Nel Capitolo 2 vengono affrontate le tematiche relative alla sovrapposizione di esami effettuati in tempi successivi e vengono descritte le due procedure sviluppate ai fini delle sovrapposizione. La prima procedura è costituita da due fasi principali; nella prima si effettua una sovrapposizione approssimata ruotando le due immagine 3D in modo da sovrapporre gli assi d'inerzia delle strutture ossee agli assi di riferimento e nella seconda si applica la tecnica Digital Image Correlation (DIC) per eliminare i piccoli scostamenti residui tra le due immagini. Anche la seconda procedura è costituita da una fase di sovrapposizione approssimata (differente dalla prima) e da una seconda fase in cui si applica la tecnica DIC. La fase di sovrapposizione approssimata è effettuata determinando le linee inferiori dell'osso mandibolare di entrambe le immagini e determinando opportuni parametri di traslazione e rotazione per posizionare in modo simmetrico rispetto agli assi di riferimento entrambe le immagini. Nel Capitolo 3 viene descritta la tecnica di elaborazione implementata per identificare lo spazio parodontale su indagini CBCT per la valutazione dei possibili difetti nello stesso e prevedere l’insorgenza di parodontiti. Nel Capitolo 4 sono descritte le procedure sviluppate per l'individuazione semi automatica degli elementi di maggiore interesse in campo odontoiatrico ai fini della caratterizzazione dell'anatomia dell'arcata mandibolare del paziente. Gli elementi determinati dalle procedure sono: • insieme mandibola ed elementi dentari; • elementi dentari; • linea media della sezione della mandibola di maggiore dimensione. Infine, nelle Conclusioni, vengono discussi i risultati ottenuti e i possibili sviluppi futuri.