Abstract
The following paper presents the achievement reached by our joined teams: Computer Vision System Group (ZKSW) in the Institute of Theoretical and Applied Informatics, Polish Academy of Sciences and Department of Orthodontics, Silesian Medical University. The cooperation began from the inspiration of late Prof. A. Mrózek. Computer Vision in supporting orthodontic diagnosis means all the problems connected with proper acquisition, calibration and analysis of the diagnostic images of orthodontic patients. The aim of traditional cephalometric analysis is the quantitative confirmation of skeletal and/or soft tissue abnormalities on single images, assessment of the treatment plan, long term follow up of growth and treatment results. Beginning with the computerization of the methods used in traditional manual diagnosis in the simplest X-ray films of the patient’s head we have developed our research towards engaging different methods of morphometrics, deformation analysis and using different imaging modalities: pairs of cephalograms (lateral an frontal), CT-scans, laser scans of dental models, laser scans of soft tissues, finally merging all the image information into patient’s specific geometric and deformable model of the head. The model can be further exploited in the supporting of the surgical correction of jaw discrepancies. Our laboratory equipment allows us to design virtual operations, educational programs in a virtual reality with a CyberGlove device, and finally to verify the plan of intervention on stereolithographic solid models received from a 3D printer.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Preview
Unable to display preview. Download preview PDF.
References
Bargieł, J.: Trójwymiarowa analiza metodą tensorów zniekształsceń twarzowej części czaszki u pacjentów z zesztywnieniem stawów skroniowo-żuchwowych. Ph.D. thesis, Silesian Medical University, Zabrze, Poland (2003)
Bookstein, F.: On cephalometrics of skeletal change. American Journal of Orthodontics 82, 177–198 (1982)
Dean, D., Hans, M., Boostein, F., Subramanyan, K.: Three-dimensional Bolton-Brush growth study landmark data: ontogeny and sexual dimorphism of the Bolton standards cohort. Cleft Palate Craniofac Journal 37, 145–156 (2000)
Dietrich, P.: Ortodoncja tom 1 - rozwój struktur ustno-twarzowych i diagnostyka. Wydawnictwo Medyczne Urban and Partner, Wrocław (2004)
Dryden, L., Mardia, K.: Statistical Shape Analysis. John Wiley & Sons, London (1998)
Grayson, B., Cutting, C., Bookstein, F., Kim, H., McCarthy, J.: The three-dimensional cephalogram: theory, technique, and clinical application. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics 94, 327–337 (1988)
Hajnal, J., Hill, D., Hawkes, D.: Medical image registration. CRC Press, Boca Raton (2001)
Kadłubek, S.: Opracowanie systemu rejestracji obrazów wielomodalnych. Master’s thesis, Silesian University of Technology, Gliwice, Poland (2006)
Kadłubek, S., Tomaka, A., Winiarczyk, R.: Computer system for the registration and fusion of multimodal images for the purposes of orthodontics. Journal of Medical Informatics & Technologies 10, 65–71 (2006)
Karaczyn, M., Pucher, K.: The MAVEC FPGA-based image acquisition and processing board. In: Proceedings of the International Conference on Programmable Devices and Systems, Gliwice, Poland (1995)
Lorenson, W., Cline, H.: Marching cubes: A high resolution 3d surface construction algorithm. ACM SIGGRAPH Computer Graphics 21, 163–169 (1987)
Łabiszewska Jaruzelska, F.: Ortopedia szczękowa, zasady i praktyka. Portal Wydawnictwa Lekarskiego, Warsaw (1995) Handbook for stomatology students
Łabiszewska Jaruzelska, F., Grzesiewska, K., Pisulska-Otremba, A.: Materiały do ćwiczeń z zakresu teleradiografii
Michalik, A.: Rozwój twarzowej części czaszki u dzieci z całkowitym obustronnym rozszczepem podniebienia pierwotnego i wtórnego na podstawie komputerowej oceny telertg głowy w projekcji L-L i A-P. Ph.D. thesis, Silesian Medical University, Zabrze, Poland (1994)
Otremba, J.: Komputerowa analiza teleradiogramów bocznych głowy dziecka metodą tensorów. Master’s thesis, Silesian University of Technology, Gliwice, Poland (1992)
Pawełczyk, M., Luchowski, L., Pisulska-Otremba, A.: Porównanie metody półautomatycznej i automatycznej komputerowej analizy teleradiogramów w zastosowaniu do pomiarów nosogardła u dzieci z rozszczepami podniebienia. In: Materiały Ogólnopolskiej Konferencji–Współczesna Diagnostyka Radiologiczna Części Twarzowej Czaszki, Opole, Poland (1991)
Pisulska-Otremba, A., Michalik, A., Tarnawski, M., Bargieł, J.: Analiza morfologii twarzowej części czaszki u pacjentów z zesztywnieniem stawów skroniowo-żuchwowych metodą tensorów. In: Materiały Konferencji Technki Informatyczne w Medycynie, pp. BP93–B98 (1998)
Skabek, K., Tomaka, A.: Automatic merging of 3d attribute meshes. In: Kurzyński, M., et al. (eds.) Computer Recognition Systems 2. Advances in Soft Computing, vol. 45, pp. 196–202 (2007)
Sornek, A.: Opracowanie systemu pomiarowego operującego na skanach głowy dla potrzeb diagnostyki medycznej. Master’s thesis, Silesian University of technology, Gliwice, Poland (2006)
Sornek, A., Tomaka, A.: Computer system for the analysis of facial features based on 3d surface scans. In: Proceedings of the 11th Conference on Medical Informatics & Technology, pp. 377–382 (2006)
Tarnawski, M.: Metoda tensorów w ocenie zmian morfologii twarzowej części czaszki i planowaniu leczenia połowicznego niedorozwoju twarzy. Ph.D. thesis, Silesian Medical University, Zabrze, Poland (2002)
Tomaka, A.: Wybrane aspekty implementacji analizy wzrostu twarzo-czaszki metodą tensorów. In: Materiały Konferencji Techniki Informatyczne w Medycynie, pp. BP21–B32 (1998)
Tomaka, A.: Detekcja i opis deformacji struktur na podstawie sekwencji obrazów cyfrowych. Ph.D. thesis, Silesian University of Technology, Gliwice, Poland (2001)
Tomaka, A., Liśniewska-Machorowska, B.: The application of 3d surfaces scanning in the facial features analysis. Journal of Medical Informatics & Technologies 9, 233–240 (2005)
Tomaka, A., Luchowski, L.: Computer-aided longitudinal description of deformation and its application to craniofacial growth in humans. Archiwum Informatyki Teoretycznej i Stosowanej 4, 323–342 (2003)
Tomaka, A., Luchowski, L.: Stereovision techniques for the three-dimensional cephalogram. In: Proceedings of E-helth in Common Europe. Cracow, Poland (2003)
Tomaka, A., Mrózek, A.: Komputerowe metody pomiaru deformacji twarzo-czaszki na podstawie sekwencji teleradiogramów. In: Materiały II Krajowej Konferencji: Metody i systemy komputerowe w badaniach naukowych i projektowaniu inżynierskim, pp. 109–114. Cracow, Poland (1999)
Tomaka, A., Skabek, K.: Automatic registration and merging of range images of human head. In: Proceedings of the 11th Conference on Medical Informatics & Technology, pp. 75–81 (2006)
Tomaka, A., Tarnawski, M., Luchowski, L., Liśniewska-Machorowska, B.: Digital dental models and 3d patient photographs registration for orthodontic documentation and diagnostic purposes. In: Kurzyński, M., et al. (eds.) Computer Recognition Systems 2. Advances in Soft Computing, vol. 45, pp. 645–652 (2007)
Tomaka, A., Trzeszkowska-Rotkegel, S., Tarnawski, M.: Correction of error in 3d reconstruction induced by CT gantry tilt. Journal of Medical Informatics & Technologies 12, 169–175 (2008)
Author information
Authors and Affiliations
Editor information
Editors and Affiliations
Rights and permissions
Copyright information
© 2009 Springer-Verlag Berlin Heidelberg
About this paper
Cite this paper
Tomaka, A., Pisulska-Otremba, A. (2009). Computer Vision Support for the Orthodontic Diagnosis. In: Cyran, K.A., Kozielski, S., Peters, J.F., Stańczyk, U., Wakulicz-Deja, A. (eds) Man-Machine Interactions. Advances in Intelligent and Soft Computing, vol 59. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-00563-3_49
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-00563-3_49
Publisher Name: Springer, Berlin, Heidelberg
Print ISBN: 978-3-642-00562-6
Online ISBN: 978-3-642-00563-3
eBook Packages: EngineeringEngineering (R0)