RICERCA ITALIANA     

Il Reverse Engineering per la diagnostica non invasiva in Ortognatodonzia: messa a punto di un sistema di misura dei volti automatico, basato sulla fotogrammetria

Politecnico di Bari

Abstract

Il Progetto, attraverso la collaborazione di team composti da ingegneri ed odontoiatri, si propone di mettere a punto un sistema di rilevazione e misura senza contatto, basato sulla stereofotogrammetria digitale in campo stretto, ideato e realizzato per la diagnostica di superficie di volti umani. Si intende applicare la “Reverse Engineering”, utilizzando le esperienze maturate in campo industriale per nuove applicazioni specifiche in campo medico.
Le analisi strumentali attualmente utilizzate in campo medico per valutare le proporzioni del volto si basano su radiogrammi bi o tridimensionali e fotografie cliniche. Un metodo non invasivo che soddisfi le esigenze cliniche, che utilizzi la sola fotografia clinica, non è stato ancora messo punto.
Nella pratica Ortodontica le misurazioni del paziente devono essere ripetute ad intervalli regolari, per permettere di monitorare la crescita e gli effetti delle terapie. Nei pazienti malformati, inoltre, poter effettuare misurazioni periodiche permette di formulare diagnosi più accurate e valutare gli effetti della malformazione sulla crescita.
La unità di ricerca n.1 (Politecnico di Bari) progetterà, realizzerà e metterà a punto il sistema di rilievo e misura, testando quindi assieme alla unità n. 2 (Univ. Cattolica del Sacro Cuore) l’efficacia nella valutazione comparativa di caratteristiche dell'apparato dento-maxillo-facciale e delle strutture ad esso correlate.
Le applicazioni di riferimento per la >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Luigi Maria Galantucci Politecnico di BARI

Obiettivo del Programma di Ricerca

Il Progetto si propone di mettere a punto un sistema di rilevazione e misura senza contatto, basato sulla stereofotogrammetria digitale in campo stretto, ideato e realizzato per la diagnostica di superficie di volti umani. Si intende applicare la “Reverse Engineering”, utilizzando le esperienza maturate in campo industriale per nuove applicazioni specifiche in campo medico.
Il sistema sarà progettato, realizzato e messo a punto, testando quindi l’efficacia nella valutazione comparativa di caratteristiche dell'apparato dento-maxillo-facciale e delle strutture ad esso correlate.
Le caratteristiche peculiari, e per molti versi uniche, del sistema che ci si propone di ottenere al termine di questa ricerca sono: precisione della misura (+-0.2 mm), rapidità di rilievo (1/125 sec), facilità di ripresa (simile a normali scatti fotografici), robustezza del metodo (utilizzabile da parte di personale non specializzato), trasportabilità e basso peso (entro i 5 kg), economicità del sistema finale (da 3000 a 6000 euro), capacità di fornire uno strumento diagnostico non invasivo (assenza di radiazioni ionizzanti), anche adatto ad eseguire ricerche per valutazioni di tipo medico-epidemiologico e di documentazione medico-legale.
Il sistema sarà basato sull’uso di sensori foto-video digitali ad alta o altissima risoluzione, sulla proiezione di griglie codificate sui volti e sulla elaborazione delle immagini mediante software per la estrazione dei punti >>>

Risultati parziali attesi

I risultati che ci si attende di ottenere dal presente progetto di ricerca interdisciplinare sono distribuiti su tre livelli, quello di diffusione della tecnologia di scansione senza contatto nella ortognatodonzia, quello della applicazione della diagnositica di superficie tridimensionale, e quello del miglioramento della tecnica di fotogrammetria per ottenere maggiore precisione e numero di punti rilevati.

Le analisi attualmente utilizzate per valutare le proporzioni del volto utilizzano radiogrammi bi o tridimensionali e fotografie cliniche. Un metodo non invasivo, che utilizzi la sola fotografia clinica, ancora non soddisfa le esigenze cliniche.
Nella pratica Ortodontica le misurazioni del paziente devono essere ripetute ad intervalli regolari, per permettere di monitorare la crescita e gli effetti delle terapie. Nei pazienti malformati, inoltre, misurare i pazienti permette di formulare diagnosi più accurate e valutare gli effetti della malformazione sulla crescita.
All'unità di Ricerca afferiscono pazienti affetti da malocclusione, ma senza altre patologie, e soggetti con malformazioni cranio facciali.
Routinariamente sono sottoposti ad esami radiografici e fotografici per formulare la diagnosi clinica.
Lo scopo del lavoro è individuare un metodo fotografico che permetta di ridurre la frequenza degli esami radiografici. Il sistema sarà progettato, realizzato e messo a punto, testando quindi l’efficacia nella valutazione >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

L’antropometria è uno strumento adatto a valutare la forma facciale e rilevare i cambiamenti nel tempo, diagnosticare malformazioni genetiche o acquisite, pianificare e valutare interventi chirurgici, studiare la crescita normale e patologica e monitorare i trattamenti terapeutici.
Lo studio antropometrico in medicina è utilizzato per conoscere le proporzioni normali delle diverse parti del corpo. Ha lo scopo di fornire parametri con cui confrontare i pazienti normali ed affetti da patologie. Nel paziente sano questo confronto serve ad identificare le caratteristiche del fenotipo, oggettivare le differenze razziali, e permettere una migliore interpretazione delle osservazioni dei parametri auxologici. In particolare, in Ortognatodonzia ed Ortopedia Dento-Facciale, essi servono da punti di riferimento per catalogare le diverse tipologie facciali ed individuare punti di repere che permettano di confrontare i risultati delle terapie.
A questo scopo esistono diversi tipi di analisi, bi o tridimensionali. Le analisi basate sullo studio dei radiogrammi sono le più utilizzate.
Solitamente è utilizzata la teleradiografia cranio-facciale in proiezione latero laterale e postero anteriore, che riproduce le dimensioni reali della testa. Sulle lastre radiografiche vengono quindi individuati determinati punti di repere anatomici a partire dai quali si possono per effettuare misurazioni lineari ed angolari; queste ultime vengono successivamente elaborate utilizzando >>>