joão manuel r. s. tavares: actividades desenvolvidas e...

8 Conferncia Portuguesa de Engenharia Biomdica9 e 10 de Junho de 2006

Reitoria da Universidade Nova de Lisboa

Joo Manuel R. S. Tavares:Actividades Desenvolvidas e PerspectivasFuturas na rea da Engenharia Biomdica

Email: [email protected] url: www.fe.up.pt/~tavares

mailto:[email protected]://www.fe.up.pt/~tavares

Junho de 2006 Joo Manuel R. S. Tavares: Actividades Desenvolvidas e Perspectivas Futuras na rea da Engenharia Biomdica

2

Sumrio

oo ApresentaApresentaoooo LOMELOMEoo EquipaEquipa

oo reasreasoo Viso ComputacionalViso Computacionaloo Desenvolvimento de ProdutoDesenvolvimento de Produtooo Interfaces Homem/MInterfaces Homem/Mquinaquina

oo ProjectosProjectosoo EventosEventosoo PerspectivasPerspectivas


3

LOME

oo O O LOMELOME ((www.fe.up.ptwww.fe.up.pt//~inegi~inegi//lomelome) ) uma uma unidade do unidade do INEGIINEGI ((www.inegi.ptwww.inegi.pt) situada no ) situada no campus da campus da FEUPFEUP, criada com subs, criada com subsdios do dios do programa programa CINCIACINCIA (1991(1991--1993)1993)

oo Integra a Integra a Unidade de Mecnica Experimental Unidade de Mecnica Experimental e Novos Materiaise Novos Materiais financiada pela financiada pela FCTFCT(classificada com Excelente) (classificada com Excelente)

oo Actualmente, integra seis investigadores Actualmente, integra seis investigadores Doutorados e vDoutorados e vrios alunos de Mestrado e de rios alunos de Mestrado e de DoutoramentoDoutoramento

Apresentao reas Projectos Eventos Perspectivas

http://www.fe.up.pt/~inegi/lomehttp://www.inegi.up.pt/


4

Equipa

oo Joo Manuel R. S. TavaresJoo Manuel R. S. Tavaresoo Licenciado em Eng. Mecnica (Licenciado em Eng. Mecnica (FEUPFEUP))oo Mestre e Doutor em Eng. ElectrotMestre e Doutor em Eng. Electrotcnica e cnica e

Computadores (Computadores (FEUPFEUP))oo Prof. Auxiliar do Prof. Auxiliar do Departamento de Eng. Departamento de Eng.

Mecnica e Gesto IndustrialMecnica e Gesto Industrial da da FEUPFEUPoo Investigador SInvestigador Snior e Coordenador de nior e Coordenador de

Projecto no Projecto no LOMELOME


http://paginas.fe.up.pt/~inegi/lome/index.htmlhttp://www.fe.up.pt/http://www.inegi.pt/


5

Equipaoo Alunos de Doutoramento (3)Alunos de Doutoramento (3)

oo Viso ComputacionalViso Computacionaloo Em curso: Raquel Pinho, PatrEm curso: Raquel Pinho, Patrcia Goncia Gonalves, Nelson Perdigoalves, Nelson Perdigo

oo Alunos de Mestrado (21)Alunos de Mestrado (21)oo Viso ComputacionalViso Computacional

oo Em curso: Fernando Carvalho, Teresa Azevedo, Daniela Sousa, Em curso: Fernando Carvalho, Teresa Azevedo, Daniela Sousa, GonGonalo Ferreira, Ana Salo Ferreira, Ana Slvialvia

oo Finalizados: Maria Vasconcelos, Raquel Pinho, LuFinalizados: Maria Vasconcelos, Raquel Pinho, Lusa Bastos, sa Bastos, Cndida CoelhoCndida Coelho

oo Desenvolvimento de ProdutoDesenvolvimento de Produtooo Em curso: Vnia Barros, Dimitri Matos, JosEm curso: Vnia Barros, Dimitri Matos, Jos SoeiraSoeira, Ruben , Ruben

Freire, Joo LoboFreire, Joo Lobooo Finalizados: Isa Santos, Marco GomesFinalizados: Isa Santos, Marco Gomes

oo Interfaces Homem/MInterfaces Homem/Mquina:quina:oo Em curso: Joana Castro, Meireles PinhoEm curso: Joana Castro, Meireles Pinhooo Finalizados: AntFinalizados: Antnio Gonnio Gonalves, Patralves, Patrcia Goncia Gonalvesalves



6

Equipa

oo Alunos de Mestrado (21Alunos de Mestrado (21-- contcont.).)oo BiomecnicaBiomecnica

oo Em curso: JosEm curso: Jos CruzCruzoo Alunos de Licenciatura (2)Alunos de Licenciatura (2)

oo Viso Computacional/BiomecnicaViso Computacional/Biomecnicaoo Em curso: Soraia PimentaEm curso: Soraia Pimentaoo Finalizado: Ricardo FerreiraFinalizado: Ricardo Ferreira

oo ColaboradoresColaboradoresoo Prof. MProf. Mrio Vaz (rio Vaz (LOMELOME/FEUP/FEUP))oo Prof. Renato Jorge, Prof. Joaquim Mendes (Prof. Renato Jorge, Prof. Joaquim Mendes (IDMECIDMEC/FEUP/FEUP))oo Prof. Miguel Velhote, Prof. Jorge Barbosa (Prof. Miguel Velhote, Prof. Jorge Barbosa (INEBINEB/FEUP/FEUP))oo Prof. Joo Martins, Prof. Eduardo Pires (Prof. Joo Martins, Prof. Eduardo Pires (ISTIST))oo Eng. Rui Neto (Eng. Rui Neto (INEGI/FEUPINEGI/FEUP))oo Dr. Dr. GeorgetaGeorgeta Oliveira (Oliveira (HPHHPH))oo Prof. Manuel Paulo (Prof. Manuel Paulo (FMDUPFMDUP))oo Dr. EmDr. Emlia Mendes (lia Mendes (CRPGCRPG))



7

reas

oo Viso ComputacionalViso Computacionaloo Viso 3DViso 3Doo SegmentaSegmentao e Ano e Anlise de Objectos em Imagenslise de Objectos em Imagensoo Seguimento e AnSeguimento e Anlise de Movimentolise de Movimentooo ReconstruReconstruo 3D de Objectoso 3D de Objectosoo Reconhecimento de ObjectosReconhecimento de Objectos

oo Desenvolvimento de ProdutoDesenvolvimento de Produtooo ConcepConcepo e Desenvolvimento de Sistemas Proto e Desenvolvimento de Sistemas Prottipostipos

oo Interfaces Homem/MaquinaInterfaces Homem/Maquinaoo Processamento, AnProcessamento, Anlise e Representalise e Representao de Dadoso de Dadosoo Sistemas de VisualizaSistemas de Visualizaoooo AvaliaAvaliao de Usabilidadeo de Usabilidadeoo Sistemas MultimSistemas Multimdiadia


Viso Computacional


9

Viso Computacional

oo Viso 3DViso 3Doo CalibraCalibrao de cmaras/projectoreso de cmaras/projectoresoo Levantamento de forma 3D de objectos Levantamento de forma 3D de objectos

usando campos de luz estruturadausando campos de luz estruturadaoo ReconstruReconstruo 3D de objectos a partir de o 3D de objectos a partir de

movimentomovimento

Objecto originalObjecto originalObjecto reconstruObjecto reconstrudo do

usando luz estruturadausando luz estruturada



10

Viso Computacional

oo Viso 3DViso 3Doo ReconstruReconstruo 3D de objectos usando Viso o 3D de objectos usando Viso

ActivaActiva

Plataforma de Viso ActivaPlataforma de Viso ActivaReconstruReconstruo 3D de objectos o 3D de objectos usando usando escavaescavao espacialo espacial



11

Viso Computacional

oo SegmentaSegmentao e Ano e Anlise de Objectoslise de Objectosoo Emparelhamento e simulaEmparelhamento e simulao da o da

transformatransformao existente entre objectos o existente entre objectos utilizando metodologias futilizando metodologias fsicassicas

Emparelhamento Emparelhamento de dois objectosde dois objectos

Contornos intermContornos intermdiosdiosestimadosestimados

(Imagens de (Imagens de pedobarografiapedobarografia dinmica)dinmica)


Emparelhamento deEmparelhamento deobjectos superficiaisobjectos superficiais


12

Viso Computacional

oo SegmentaSegmentao e Ano e Anlise de Objectoslise de Objectosoo Emparelhamento e simulaEmparelhamento e simulao da o da

transformatransformao existente entre objectos o existente entre objectos utilizando metodologias futilizando metodologias fsicassicasEmparelhamento em imagens de Emparelhamento em imagens de pedobarografiapedobarografia dinmica dinmica (anima(animaes):es):

Contornos 2DContornos 2D IsoIso--contornoscontornos



13

Viso Computacional

oo SegmentaSegmentao e Ano e Anlise de Objectoslise de Objectosoo SegmentaSegmentao de objectos usando o de objectos usando templatestemplates

TemplateTemplate (olho)(olho)

TemplateTemplate(zonas de pele)(zonas de pele)

Objecto determinado (olho)Objecto determinado (olho)

ObjectoObjectodeterminado (face)determinado (face)



14

Viso Computacional

oo SegmentaSegmentao e Ano e Anlise de Objectoslise de Objectosoo SegmentaSegmentao de objectos usando o de objectos usando templates templates

deformdeformveisveis

Imagem original e Imagem original e campos de forcampos de forasas

DeterminaDeterminao iterativa do o iterativa do objecto (objecto (ris) usando um ris) usando um

templatetemplate deformdeformvelvel(c(crculo)rculo)



15

SegmentaSegmentao doso dosventrventrculos do cculos do crebrorebro

SegmentaSegmentao de ossos o de ossos em imagens 2Dem imagens 2D

Viso Computacional

oo SegmentaSegmentao e Ano e Anlise de Objectoslise de Objectosoo SegmentaSegmentao e reconstruo e reconstruo de objectos o de objectos

usando modelos estocusando modelos estocsticossticos



16

Viso Computacional

oo SegmentaSegmentao e Ano e Anlise de Objectoslise de Objectosoo SegmentaSegmentao e reconstruo e reconstruo de objectos o de objectos

usando modelos estocusando modelos estocsticossticos


1818 iteraiteraoo88 iteraiteraooPosiPosio inicialo inicial

Imagem originalImagem original 77 iteraiteraoo 2121 iteraiteraoo

ASMASM

AAMAAM


17

Imagem originalImagem original

oo SegmentaSegmentao e Ano e Anlise de Objectoslise de Objectosoo SegmentaSegmentao de objectos em Imagens o de objectos em Imagens

MMdicas usando princdicas usando princpios fpios fsicossicos

Viso ComputacionalApresentao reas Projectos Eventos Perspectivas

SegmentaSegmentao inicialo inicial SegmentaSegmentao final o final obtidaobtida


18

Viso Computacional

oo SegmentaSegmentao e Ano e Anlise de Objectoslise de Objectosoo AnAnlise do dano imposto pela furalise do dano imposto pela furao em o em

materiais compmateriais compsitossitos

ImagemImagem SegmentaSegmentaoo

Zona do danoZona do danoMedidas da zona do danoMedidas da zona do dano



19

Viso Computacional

oo Reconhecimento de ObjectosReconhecimento de Objectosoo Controlo de um sistema por linguagem gestual Controlo de um sistema por linguagem gestual


Sistema de Sistema de controlo controlo

desenvolvidodesenvolvido


20

Viso Computacional

oo ReconstruReconstruo 3D de objectos em o 3D de objectos em Imagens MImagens Mdicasdicas


slicesslices

SegmentaSegmentaoo

Pavimento pPavimento plvico lvico reconstrureconstrudodo


21

Viso Computacional

oo ReconstruReconstruo 3D de objectos em o 3D de objectos em Imagens MImagens Mdicasdicas


SegmentaSegmentao de um o de um sliceslice e e reconstrureconstruo obtidao obtida

ReconstruReconstruo de algumas estruturas do brao de algumas estruturas do braoo


22

Viso Computacional

oo Seguimento e anSeguimento e anlise de movimentolise de movimentooo Em biomecnica: anEm biomecnica: anlise da marchalise da marcha

e da performance desportivae da performance desportiva


Parcerias com o Parcerias com o INEBINEB, o , o CRPGCRPG, e o , e o LabLab. de Biomecnica do . de Biomecnica do FCDEFFCDEF


23

Viso Computacional

oo Seguimento e anSeguimento e anlise de movimentolise de movimentooo ... usando m... usando mtodos estoctodos estocsticossticos

Previses rea de Incerteza Medies Correspondncias ResultadosAnimao


Desenvolvimento de Produto


25


oo DesignDesign, produ, produo e segurano e segurana de a de dispositivos protdispositivos protsicos (parceria sicos (parceria CRPGCRPG))



26


oo DesignDesign e desenvolvimento de um saco e desenvolvimento de um saco colector de urina para bebescolector de urina para bebes


imagens em CAD 3D


27


oo DesignDesign e desenvolvimento de um saco e desenvolvimento de um saco colector de urina para bebescolector de urina para bebes


vazamento do silicone no molde fecho das duas metades do moldegarantir o preenchimento do silicone

enchimento do silicone por vcuo remoo da pea obtidaenchimento do molde


28


oo DesignDesign e desenvolvimento de um Sistema e desenvolvimento de um Sistema para a Aquisipara a Aquisio e Ano e Anlise do Movimento lise do Movimento Mandibular Mandibular


man a colocar man a colocar na bocana boca

Arco facial de suporte (Arco facial de suporte (KavoKavo))

PePeas materializadasas materializadas


29


oo DesignDesign e desenvolvimento de um Sistema e desenvolvimento de um Sistema para a Aquisipara a Aquisio e Ano e Anlise do Movimento lise do Movimento MandibularMandibular


Sensores magnSensores magnticos usadosticos usados

Sistema de aquisiSistema de aquisioo


30


oo DesignDesign e desenvolvimento de um Sistema e desenvolvimento de um Sistema para a Aquisipara a Aquisio e Ano e Anlise do Movimento lise do Movimento MandibularMandibular


Sistema protSistema prottipo desenvolvidotipo desenvolvidoInterface do sistema protInterface do sistema prottipo tipo

desenvolvidodesenvolvido


31


oo DesignDesign e desenvolvimento de e desenvolvimento de otoscotoscpiopiopticoptico--electrelectrnico para determinanico para determinao de o de otitesotites


OtoscOtoscpiopio basebase

Membrana sem e com otiteMembrana sem e com otite

Principio de funcionamentoPrincipio de funcionamento

Interfaces Homem/Mquina


33


oo Interfaces para parametrizaInterfaces para parametrizao e ano e anlise lise de resultados de sistemas computacionaisde resultados de sistemas computacionais


Interface para o programa Interface para o programa FastCompFastComp

ParametrizaParametrizao do o do FastCompFastComp


34


oo Interfaces para parametrizaInterfaces para parametrizao e ano e anlise de lise de resultados de sistemas computacionaisresultados de sistemas computacionais


VisualizaVisualizao dos o dos resultados obtidos pelo resultados obtidos pelo

FastCompFastComp


35


oo AvaliaAvaliao de Usabilidadeo de Usabilidadeoo AnAnlise e avalialise e avaliao de usabilidade do o de usabilidade do

softwaresoftware de Imagem Mde Imagem Mdica em dica em funcionamento no funcionamento no Hospital Hospital SS Sebastio Sebastio S.AS.A


oo Sistemas MultimSistemas Multimdiadiaoo Desenvolvimento de sistemas multimDesenvolvimento de sistemas multimdia de dia de

ensino com posterior avaliaensino com posterior avaliao de o de Usabilidade: Design 3D, Desenho GeomUsabilidade: Design 3D, Desenho Geomtricotrico

Projectos de Investigao


37

Projectos de Investigao em Curso

oo ACTIDEFACTIDEF: Avalia: Avaliao Computacional e Tecnolo Computacional e Tecnolgica gica Integrada do Desempenho e Funcionalidade de Integrada do Desempenho e Funcionalidade de Cidados com Incapacidades MCidados com Incapacidades Msculosculo--esquelesquelticasticas, , CRPGCRPG//INEBINEB//LOMELOME, inicio: 2/2006, dura, inicio: 2/2006, durao: 12 meses, o: 12 meses, financiamento: financiamento: POS_CPOS_C

oo MFIMMFIM: Obten: Obteno de modelos fo de modelos fsicos das estruturas sicos das estruturas representadas em imagens mrepresentadas em imagens mdicas recorrendo a dicas recorrendo a ttcnicas de Viso Computacional e Prototipagem cnicas de Viso Computacional e Prototipagem RRpida pida AplicaAplicao na cavidade po na cavidade plvica da mulherlvica da mulher, , LOMELOME//IDMECIDMEC, programa , programa InvestigaInvestigao Ciento Cientfica na fica na prpr--graduagraduaoo 2005/2006 da 2005/2006 da UPUP, dura, durao: 12 meseso: 12 meses

oo OBJDEFOROBJDEFOR: Segmenta: Segmentao, Seguimento e Ano, Seguimento e Anlise de lise de Movimento de Objectos DeformMovimento de Objectos Deformveis (2D/3D) usando veis (2D/3D) usando PrincPrincpios Fpios Fsicossicos, inicio: 5/2005, dura, inicio: 5/2005, durao: 36 meses, o: 36 meses, financiamento: financiamento: FCTFCT


Organizaes


39

Organizao de EventosApresentao reas Projectos Eventos Perspectivas

=> Contribuies so bem-vindas!

www.fe.up.pt/~vipimage

www.fe.up.pt/CompIMAGE/

envc2005.multimeios.pt

http://envc2005.multimeios.pt/http://paginas.fe.up.pt/CompIMAGE/http://paginas.fe.up.pt/~vipimage/

Perspectivas Futuras


41

Perspectivas Futuras

oo Continuar a desenvolver actividades nas Continuar a desenvolver actividades nas reas actuaisreas actuais

oo Aumentar e fortalecer as possAumentar e fortalecer as possveis veis ligaligaes com outros grupos de es com outros grupos de investigainvestigao e com utilizadores finaiso e com utilizadores finaisoo Estabelecimento de redes de investigaEstabelecimento de redes de investigao o

com outros investigadores e elementos de com outros investigadores e elementos de reas mreas mdicasdicas


Joo Manuel R. S. Tavares:Actividades Desenvolvidas e PerspectivasFuturas na rea da Engenharia Biomdica

Email: [email protected] url: www.fe.up.pt/~tavares

=> Parcerias so bem-vindas!

mailto:[email protected]://www.fe.up.pt/~tavares

Joo Manuel R. S. Tavares: Actividades Desenvolvidas e PerspectivasFuturas na rea da Engenharia BiomdicaSumrioLOMEEquipaEquipaEquipareasViso ComputacionalViso ComputacionalViso ComputacionalViso ComputacionalViso ComputacionalViso ComputacionalViso ComputacionalViso ComputacionalViso ComputacionalViso ComputacionalViso ComputacionalViso ComputacionalViso ComputacionalViso ComputacionalViso ComputacionalViso ComputacionalDesenvolvimento de ProdutoDesenvolvimento de ProdutoDesenvolvimento de ProdutoDesenvolvimento de ProdutoDesenvolvimento de ProdutoDesenvolvimento de ProdutoDesenvolvimento de ProdutoDesenvolvimento de ProdutoInterfaces Homem/MquinaInterfaces Homem/MquinaInterfaces Homem/MquinaInterfaces Homem/MquinaProjectos de InvestigaoProjectos de Investigao em CursoOrganizaesOrganizao de EventosPerspectivas FuturasPerspectivas FuturasJoo Manuel R. S. Tavares: Actividades Desenvolvidas e PerspectivasFuturas na rea da Engenharia Biomdica

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joão manuel r. s. tavares: actividades desenvolvidas e...

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