3D reconstruction of the in-vivo human diaphragm shape and dimensions : effects of disease and surgical intervention

The aim of the present thesis work is to create a set of software procedures for the semi-automatic segmentation of the diaphragm from a set of CT images of the thorax at different lung volumes in order to obtain a three-dimensional reconstruction of this muscle to study its shape and function.The software procedures implemented were applyed for the analysis of CT images about 5 healthy subjects and 5 patients with severe emphysema, obtaining results about both the software efficacy and the diaphragm analysis.The results obtained in this work of thesis show that the implemented segmentation software, combined with the editing and visualization tools, allows the possibility to obtain a complete 3D reconstruction of the in vivo human hemi-diaphragms for both healthy and emphysematous subjects, giving the opportunity to evaluate the shape and dimensions of this respiratory muscle and the effect on its function of diseases and surgical interventions.

Lo scopo del presente lavoro di tesi è quello di creare procedure software per la segmentazione semi-automatica del diaframma, a partire da un set di immagini TAC del torace a differenti volumi polmonari, e di ottenere una ricostruzione tridimensionale di questo muscolo respiratorio per poter studiare la sua struttura e funzionalità. I software implementati sono stati utilizzati per l'analisi di immagini TAC di 5 soggetti sani e 5 pazienti affetti da enfisema grave, ottenendo risultati sia sull'efficacia dei software che sull'analisi vera e propria del diaframma. In conclusione si è visto che, dall'analisi dei risultati discussi in precedenza, è possibile ottenere, grazie al software di segmentazione implementato, delle complete ricostruzioni 3D del diaframma umano in vivo sia per i soggetti sani che per quelli enfisematosi, con l'opportunità di valutare forma e dimensioni del diaframma e l'effetto delle patologie sulla sua funzionalità.