Análisis de imagen, recuperación y modelización, IARM

Modelización de imágenes. Ayuda al diagnóstico médico.

Es necesario encontrar soluciones aplicables a problemas médicos o industriales relacionados con el análisis de imagen, análisis de formas, reconstrucción y modelización de estructuras anatómicas y recuperación de información en bases de datos de imágenes.

El grupo de Análisis de imagen, recuperación y modelización (IARM), formado por varios investigadores de las áreas de informática, estadística e investigación operativa, cuenta con una larga trayectoria de trabajo y cuyo nexo común más general es la visión por computador y análisis de imagen, tanto 2D como recientemente 3D, con especial atención a la imagen médica y a la generada por procesos biológicos. Debido a la complejidad del software que se debe desarrollar es necesaria una visión formal que atienda a la modelización del software y la interacción de éste con el usuario.

Líneas de Investigación

  • Fisiología Computacional. Modelado de procesos multiescala (biológicos y médicos) procedentes de microscopía y datos de imágenes médicas por medio de herramientas ICT para incrementar la comprensión de las patofisiologías y mejorar el diagnóstico y tratamiento de enfermedades.
  • Métodos de Producción de Software y modelado de la interacción y usabilidad. Basados en el paradigma de desarrollo software dirigido por modelos, permite analizar y ordenar el software producido de modo que sea correcto, reusable, extensible y fácilmente manejable por usuarios competentes en el contenido, pero no especializados en computación, en particular médicos o personal sanitario.
  • Segmentación y corregistro de estructuras anatómicas. A partir de imágenes de radiología, resonancia magnética y tomografía de emisión de positrones (PET) se realiza un análisis estadístico de las formas obtenidas para su comparación, indexado o modelización. Permite disponer de métodos para aislar órganos, analizar su desviación de la normalidad y encajarlas con otros casos o exploraciones del mismo paciente para ayudar al doctor en el diagnóstico de enfermedades.
  • Recuperación de información visual en bases de datos de imágenes. El objetivo es recuperar todas las imágenes relevantes para la consulta del usuario.
  • Modelos estocásticos espacio-temporales para el análisis de procesos dinámicos a partir de secuencias de imágenes. Se aplican metodologías estadísticas para modelizar procesos en biología celular analizando imágenes generadas por microscopio confocal, que permite recuperarlas en grandes bases de datos de imágenes.
  • Antropometría y diseño de ropa. Aplicación de técnicas estadísticas al modelado de formas, con especial atención al diseño de ropa y modelado de órganos humanos. Técnicas de clustering para proporcionar sistemas alternativos de tallaje y modelos anatómicos más reales.

Campos de Aplicación

La aplicabilidad de esta investigación se centra en el área biomédica, y tiene su fin último en la aplicación clínica, pero existen derivaciones interesantes en campos como la investigación básica en campos como la biología celular, o la ciencia de materiales y otras utilidades prácticas más directas como el diseño de redes de comunicación y redes de sensores, el diseño de ropa, los sistemas de recomendación de compras usando el aspecto visual de los objetos, etc.

Servicios a empresas y otras entidades

Asesoramiento técnico y consultoría sobre:

  • Fabricación de instrumentos y suministros médicos y odontológicos.
  • Actividades de programación y consultoría informática en el área de análisis de imágenes.
  • Investigación y desarrollo experimental en biotecnología.
  • Confección de otras prendas de vestir exteriores.

Formación: se ofrecen cursos de formación ad hoc para empresas o entidades interesadas en este ámbito.

Recursos singulares:

  • MorphSoft3D©: herramienta gráfica para manejar, almacenar y calcular estadísticas de una colección de formas. Permite la visualización, recorte, alineación y promedio de todos los grupos de casos seleccionados de manera que los médicos, diseñadores de ropa u otro personal no especializado pueda manejar los datos.
  • Pen-tablet computer: procesa imágenes de resonancia magnética en 3D para mostrar cada capa en todas las proyecciones.
  • Laboratorio de visión: para el estudio de imágenes mediante técnicas de visión por computador.
  • Temporal random sets: lleva a cabo análisis estadístico, simulación y aplicación de modelos Booleanos temporales a datos reales.

Otra información de interés

El grupo IARM ha publicado numerosos artículos científicos en revistas y ha realizado importantes proyectos en colaboración con institutos, universidades y empresas, entre ellos:

  • Generalización de estudios protocolizados en hospital, con el servicio de radiología del Hospital Universitario La Fe de Valencia, y construcción de atlas probabilísticos de corazón para el análisis anatómico.
  • Modelos computacionales para terapia de resincronización cardíaca: flujos de trabajo para la construcción de modelos personalizados del corazón que permiten la simulación de la actividad eléctrica en pacientes. Colaboración con el King’s College London.
  • Simulación electromecánica del corazón en computación de alto rendimiento: modelado detallado de la activación eléctrica en los ventrículos y su efecto en la mecánica. Barcelona Supercomputing Center.
  • Detección de focos ectópicos en pacientes con fibrilación auricular mediante técnicas no invasivas. Hospital General Universitario Gregorio Marañón.
  • Análisis del acoplamiento espacio-temporal de la exocitosis y endocitosis en células neuroendocrinas. School of Medicine, Yale University.

Ámbito temático

  • Sistemas Inteligentes
  • Ingeniería del Software
  • Inteligencia Artificial
  • Análisis de datos
  • Enfermedades cardiovasculares
  • Anatomía Sistémica
  • Computación científica
  • Datawarehousing
  • Biología celular y molecular

Referencia del Grupo

GIUV2013-113    

Contacto

Grupo de Análisis de imagen, recuperación y modelización. Dpto. de Informática. Universitat de València (UV)

Juan de Mata Domingo Esteve
Tel: (+34) 96 354 35 72
E-mail: Juan.Domingo@uv.es