This project was co-financed with state support of the CR Technological Agency as part of Programu aplikovaného výzkumu a experimentálního vývoje ALFA
www.tacr.cz
Research useful for society.

Project detail

Modern Image Processing Techniques and Computer-based Planning in Trauma Treatment

Duration: 01.07.2014 — 30.06.2017

Funding resources

Technologická agentura ČR - Program aplikovaného výzkumu a experimentálního vývoje ALFA

- whole funder (2014-07-01 - 2017-06-30)

On the project

Cílem tohoto projektu je podpořit pracovní postupy týkající se zlomeniny a operativní léčby kostních defektů s využitím moderních metod počítačového zpracování dat a počítačového předoperačního plánování. Řešení projektu zahrnuje spolupráci různých oborů: traumatologie, informační technologie a biomechanika (vývoj zdravotnických prostředků). Projekt se zaměřuje na předoperační fázi a vývoj softwarového systému, který bude lékaři asistovat při identifikaci zlomeniny, počítačové rekonstrukci kostních fragmentů do správné polohy a výběru vhodného implantátu. S využitím moderních technik zpracování a vizualizace dat usnadní software posouzení zlomeniny a vytvoření operačního plánu. Výsledkem bude vhodnější volba implantátu a jeho fixace s cílem předcházet opakovaným korekcím, nadbytečným chirurgickým zákrokům a také snížení zatížení personálu při opakovaném RTG snímkování pacienta.

Description in English
Main goal of this project is to support the operating procedures for the trauma treatment of fractures and bone defects with the use of modern methods of computer data processing and computer preoperative planning. The project involves collaboration between experts from different disciplines: traumatology, information technology and biomechanics (i.e. development of medical devices). The project focuses on the preoperative phase and the development of a software system that will assist surgeons in identifying fractures, computer reconstruction of bone fragments in the correct position and selecting the appropriate implant. Using modern image processing techniques and data visualization software will facilitate the assessment of fracture and creation of a  surgery plan. The result will be a more appropriate choice of implant and its fixation to prevent repeated corrections, unnecessary surgical treatments and also reduce the burden on staff at multiple X-ray imaging of the patient.

Keywords
Počítačové předoperační plánování; traumatologie; skeletální traumatologie; léčba zlomenin; repozice kostních fragmentů; výběr implantátu; implantát na míru; zpracování a vizualizace obrazových dat; 3D model; parametrický model dlouhých kostí; GPU akcelerace

Key words in English
Computer preoperative planning; trauma; skeletal traumatology; treatment of fractures; bone fragments reposition; implant selection; custom implant; image data processing and visualization; 3D model; parametric model of long bones; GPU acceleration

Mark

TA04011606

Default language

Czech

People responsible

Kaushik Sumit, Ing. - fellow researcher
Mlích Jozef, Ing. - fellow researcher
Široký Adam, Ing. - fellow researcher
Zemčík Pavel, prof. Dr. Ing., dr. h. c. - principal person responsible

Units

Department of Computer Graphics and Multimedia
- (2013-12-12 - 2017-06-30)

Results

KLÍMA O, KLEPÁRNÍK P, ŠPANĚL M, ZEMČÍK P. GP-GPU Accelerated Intensity-based 2D/3D Registration Pipeline. Shape 2015 Symposium on Statistical Shape Models & Applications Proceedings. Délemont: Swiss Institute for Computer Aided Surgery, 2015. p. 19-19.
Detail

KLÍMA, O.; KLEPÁRNÍK, P.; ŠPANĚL, M.; ZEMČÍK, P. Intensity-based femoral atlas 2D/3D registration using Levenberg-Marquardt optimisation. In Biomedical Applications in Molecular, Structural, and Functional Imaging. San Diego: SPIE - the international society for optics and photonics, 2016. p. 1-6. ISBN: 978-1-5106-0023-2.
Detail

POLOK, L.; SMRŽ, P. Increasing Double Precision Throughput on NVIDIA Maxwell GPUs. In Proceedings of the 24th High Performance Computing Symposium. Pasadena / Los Angeles: Association for Computing Machinery, 2016. p. 146-153. ISBN: 978-1-5108-2318-1.
Detail

POLOK, L.; ILA, V.; SMRŽ, P. 3D Reconstruction Quality Analysis and Its Acceleration on GPU Clusters. In Proceedings of European Signal Processing Conference 2016. Budapest: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2016. p. 1108-1112. ISBN: 978-0-9928626-6-4.
Detail

KLÍMA O, KLEPÁRNÍK P, ŠPANĚL M, ZEMČÍK P. Towards an accurate 3D reconstruction of fractured long bones from plain 2D radiographs. International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery. Heidelberg: Springer Verlag, 2016. p. S180 (S181 p.)ISSN: 1861-6410.
Detail

KLÍMA, O.; BAŘINA, D.; KLEPÁRNÍK, P.; ZEMČÍK, P.; CHROMÝ, A.; ŠPANĚL, M. Lossy Compression of 3-D Statistical Shape and Intensity Models of Femoral Bones Using JPEG 2000. In 14th IFAC Conference on Programmable Devices and Embedded Systems PDES 2016 Brno, Czech Republic, 5-7 October 2016. IFAC-PapersOnLine (ELSEVIER). Brno / Lednice: Elsevier Science, 2016. p. 115-120. ISSN: 2405-8963.
Detail

KLÍMA, O. 3D model kosti z RTG snímků - tvorba a využití tvarových modelů. Rožnov pod Radhoštěm: 2016. s. 1-11.
Detail

KLEPÁRNÍK, P.; KLÍMA, O.; ZEMČÍK, P.: SSIM; SSIM GPU-Accelerated Renderer Library.    - http://www.fit.vutbr.cz/units/UPGM/prod/index.php?id=458    - https://github.com/klepo/ssimrenderer. URL: https://www.fit.vut.cz/research/product/458/. (software)
Detail

KLÍMA, O.; KLEPÁRNÍK, P.; ZEMČÍK, P.: libmultifragment; GPU-Accelerated Multifragement 2D-3D Reconstruction Library. https://github.com/klepo/libmultifragmentregister. URL: https://github.com/klepo/libmultifragmentregister. (software)
Detail

Responsibility: Zemčík Pavel, prof. Dr. Ing., dr. h. c.