Συντάχθηκε 09-10-2013 09:47
από Eleni Stamataki
Email συντάκτη: estamataki<στο>tuc.gr
Ενημερώθηκε:
-
Ιδιότητα: σύνταξη/αποχώρηση υπάλληλος.
Σχολή Ηλεκτρονικών Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
ΘΕΟΔΩΡΟΠΟΥΛΟΣ ΜΙΧΑΗΛ
με θέμα
Φασματική απεικόνιση και ανάλυση της οδοντικής παθολογίας
Spectral Imaging and analysis of dental pathology
Παρασκευή 11 Οκτωβρίου 2013, 2μμ
Αίθουσα 145Π42, Κτίριο Επιστημών, Πολυτεχνειούπολη
Εξεταστική Επιτροπή
Αναπληρωτής Καθηγητής Κωνσταντίνος Μπάλας (επιβλέπων)
Καθηγητής Μιχαήλ Ζερβάκης
Καθηγητής Κωνσταντίνος Καλαϊτζάκης
Περίληψη
Κύριο αντικείμενο της διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση των δυνατοτήτων ανίχνευσης παθολογικών καταστάσεων των δοντιών μέσω φασματικής απεικόνισης και ανάλυσης δειγμάτων δοντιών in vitro. Οι παθήσεις των δοντιών όντας από τις πιο συχνά εμφανιζόμενες παθήσεις χρίζουν ανάλυσης για την εγκυρότερη, γρηγορότερη διάγνωση τους στην όσο πιο δυνατόν πρώιμη μορφή τους. Στην πρώτη φάση έγινε η μελέτη των φασματικών ιδιοτήτων των οδοντικών ιστών μέσω φασματοσκοπίας για την ταυτοποίηση των φασματικών υπογραφών της κάθε παθολογικής κατάστασης των δοντιών με έμφαση στην τερηδόνα. Η μελέτη έγινε σε συνεργασία με την οδοντιατρική σχολή Αθηνών η οποία παρείχε δείγμα 12 εξαγμένων δοντιών για τα οποία υπήρχε και μια σχετική διάγνωση. Στην εργασία αυτή χρησιμοποιήθηκε η τεχνολογία υπερφασματικής απεικόνισης και πραγματοποιήθηκε μια σειρά πειραμάτων στο ορατό και μη ορατό φάσμα. Αρχικά με χρήση της υπερφασματικής κάμερας του εργαστηρίου ελήφθησαν εικόνες ανάκλασης φωτός με πόλωση σε 30 στενές φασματικές ζώνες (μπάντες) και πραγματοποιήθηκε χαρτογράφηση της παθολογικής κατάστασης του κάθε δοντιού χρησιμοποιώντας ψευδοχρωματικούς χάρτες. Για την χαρτογράφηση αυτή ήταν αναγκαία η ταξινόμηση των φασμάτων που το καθένα αντιστοιχεί σε ένα pixel. Τα φάσματα κατηγοριοποιούνται σε κλάσεις όπου κάθε κλάση εκφράζει μια διαφορετική παθολογική κατάσταση και κάθε κλάση αναπαριστάται με ένα χρώμα. Έτσι επιτυγχάνεται η άμεση οπτικοποίηση της διαγνωστικής πληροφορίας. Οι supervised ταξινομητές που χρησιμοποιήθηκαν είναι οι : Spectral Angle Mapper (SAM) , Νormalized Euclidean Distance(NEUC) , Spectral Gradient Angle Mapper (SGAM) , Spectral Information Divergence (SID), Spectral Correlation Mapper (SCM). Έπειτα από σύγκριση οι αποτελεσματικότεροι ταξινομητές ήταν οι: Normalized Euclidean Distance και Spectral Angle Mapper. Επίσης, πραγματοποιήθηκε μείωση των απαιτούμενων μπαντών από τις 30 στις 4, 3 και 2 και επιβεβαιώθηκε ότι η διαγνωστική πληροφορία δεν αλλοιώνεται σημαντικά. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκαν μια σειρά πειραμάτων απεικόνισης ανάκλασης και φθορισμού κάτω από την επίδραση UV φωτός σε σκοτεινό δωμάτιο. Αρχικά με έγχρωμη κάμερα υψηλής ανάλυσης ελήφθησαν εικόνες στο υπεριώδες και στο ορατό (ανάκλασης και φθορισμού) και έπειτα μόνο στο ορατό (μόνο φθορισμός). Ως δεύτερη φάση χρησιμοποιήθηκε πάλι υπό τις ίδιες συνθήκες η υπερφασματική κάμερα του εργαστηρίου με την οποία ελήφθησαν εικόνες σε φίλτρο bandpass γύρω από τα 370nm με την πηγή φωτός (UV led) να εκπέμπει στα 370nm και 340nm. Τα αποτελέσματα των απεικονίσεων στο υπεριώδες είναι άκρως ενθαρρυντικά. Διακρίνεται μέχρι και η απομετάλλωση των οδοντικών ιστών που είναι η πρώτη ένδειξη εμφάνισης τερηδόνας (πρώιμη μορφή) καθώς και whitespots,brownspots και ρωγμές. Με την παρούσα εργασία έγινε δυνατή η ανίχνευση μη ορατών αλλοιώσεων, επιβεβαιώνοντας τις μεγάλες δυνατότητες για πρώιμη διάγνωση και ποσοτικοποίηση της διαγνωστικής διαδικασίας.
