Icist 2015 5 th International Conference on


Download 11.11 Mb.

bet1/93
Sana11.02.2018
Hajmi11.11 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   93

ICIST 2015 

5

th 

International Conference on 

Information Society and Technology 

Proceedings 

Publisher: Society for Information Systems and Computer Networks 

Editors: Zdravković, M., Trajanović, M., Konjović, Z. 

ISBN:

978-86-85525-16-2

Issued in Belgrade, Serbia, 2015. 

ICIST 2015 

5th International Conference on Information Society and Technology (ICIST 

2015) 

International Programme Committee 

Carlos Agostinho, UNINOVA, Portugal 

Phil Archer, W3C/ERCIM, France 

Alexis Aubry, Université de Lorraine, France 

Miloš Bogdanović, University of Niš, Serbia 

Osiris Canciglieri, Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Brasil 

David Chen, University Bordeaux 1, France 

Carlos Coutinho, Universidade Nova de Lisboa, Portugal 

Žarko Čojbašić, University of Niš 

Mariana Damova, Mozaika, Bulgaria 

Igor Dejanović, University of Novi Sad 

Neven Duić, University of Zagreb, Croatia 

Anna Fensel, Semantic Technology Institute (STI) Innsbruck, University of Innsbruck, Austria 

Nataša Gospić, University of Belgrade, Serbia 

Stevan Gostojić, University of Novi Sad 

Elissaveta Gourova, Sofia University "St. Kliment Ohridski", Bulgaria 

Wided Guédria, CRP Henri Tudor, Luxembourg 

Irena Holubová, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University, Czech Republic 

Daniel Hladky, Ontos AG/National Research University – Higher School of Economics, 

Switzerland/Russia 

Dragan Ivanović, University of Novi Sad 

Valentina Janev, Institute Mihajlo Pupin, Serbia 

Cecil Joe, Oklahoma State University, USA 

Dorina Kabakchieva, University of National and World Economy, Sofia, Bulgaria 

Martin Kaltenböck, Semantic Web Company GmbH, Austria 

Zora Konjović, University of Novi Sad, Serbia 

Nikola Korunović, University of Niš, Serbia 

Aleksandar Kovačević, University of Novi Sad 

Srđan Krčo, University of Belgrade, Serbia 

Lea Kutvonen, University of Helsinki, Finland 

Jens Lehmann, Institute of Computer Science, University of Leipzig, Germany 

Vuk Malbaša, University of Novi Sad 

Zoran Marjanović, University of Belgrade, Serbia 

Miloš Madić, University of Niš, Serbia 

Istvan Mezgar, Computer and Automation Research Institute, Hungarian Academy of Sciences, 

Hungary 

Dragan Mišić, University of Niš, Serbia 

Branko Milosavljević, University of Novi Sad 

Gordana Milosavljević, University of Novi Sad 

Néjib Moalla, University Lyon 2 Lumière, France 

Arturo Molina Gutiérrez, Tecnológico de Monterrey, Mexico 

Ovidiu Noran, Griffith University, Australia 

Đorđe Obradović, University of Novi Sad 

Dušan Okanović, University of Novi Sad 

Hervé Panetto, Université de Lorraine, France 

Milan Paroški, University of Novi Sad 

Kostas Patroumpas, School of Electrical and Computer Engineering - N.T.U.A., Greece 

Valentin Penca, University of Novi Sad 

Michaël Petit, Université de Namur, Belgium 

Erik Proper, CRP Henri Tudor, Luxembourg 

Eduardo Rocha Loures, Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Brasil 

David Romero, Tecnológico de Monterrey, Mexico 

Camille Salinesi, Pantheon-Sorbonne University, Computer Science Research Center (CRI), France 

Joao Sarraipa, UNINOVA, Portugal 

Goran Savić, University of Novi Sad 

Milan Segedinac, University of Novi Sad 

Jean Simão, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Brasil 

Goran Sladić, University of Novi Sad 

Jelena Slivka, University of Novi Sad 

Marten van Sinderen, University of Twente, Netherlands 

Richard Mark Soley, OMG, USA 

Kamelia Stefanova, Faculty of Applied Informatics and Statistics, University of National and World 

Economy, Sofia, Bulgaria 

Leonid Stoimenov, University of Niš, Serbia 

Anderson Szejka, Pontifical University Catholic of Paraná, Brasil 

William Wei Song, Dalarna University, Sweden 

Miroslav Trajanović, University of Niš, Serbia 

Milan Trifunović 

Bruno Vallespir, Université Bordeaux 1 / IMS, France 

Milan Vidaković, University of Novi Sad 

Nikola Vitković, University of Niš, Serbia 

Sanja Vraneš, Institute Mihajlo Pupin, Serbia 

Georg Weichhart, Johannes Kepler Universität Linz, Austria 

Miroslav Zarić, University of Novi Sad 

Jelena Zdravković, Stockholm University, Sweden 

Milan Zdravković, University of Niš, Serbia 

Martin Zelm, INTEROP-VLab, Belgium 

CONTENT 

TOWARDS THE FUTURE INTERNET: A FOREWORD TO THE 

PROCEEDINGS OF THE 5TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON 

INFORMATION SOCIETY AND TECHNOLOGY 

Milan Zdravković, Miroslav Trajanović 

and Zora Konjović 



VOLUME 1 

FAILURE-CORRECTION SIMULATION TOOL APPLIED TO SKULL 

PROSTHESIS MODELLING 

Marcelo Rudek, Gustavo Campana 

Mendes and Andreas Jahnen 

 3 


IMPLEMENTATION OF THE SMARTPHONE BASED BIOFEEDBACK 

APPLICATION 

Anton Kos and Anton Umek 

 8 


APPLICATION OF DATA MINING ALGORITHMS FOR DETECTION OF 

MASSES ON DIGITALIZED MAMMOGRAMS 

Milos Radovic, Marina Djokovic, Nenad 

Filipovic and Aleksandar Peulic 

 13 

FINITE ELEMENT MODEL OF COCHLEA – AIR CONDUCTION AND 



BONE CONDUCTION 

Velibor Isailovic, Milica Nikolic, Zarko 

Milosevic, Igor Saveljic, Dalibor Nikolic, 

Milos Radovic and Nenad Filipovic 

 19 

MODEL-BASED SYSTEM FOR THE CREATION AND APPLICATION OF 



MODIFIED CLOVERLEAF PLATE FIXATOR 

Nikola Vitković, Mohammem Rashid, 

Miodrag Manic, Dragan Mišić, 

Miroslav Trajanović, Jelena 

Milovanović and Stojanka Arsić 

 22 


DECISION SUPPORT SYSTEM FOR SELECTION OF THE MOST 

SUITABLE BIOMEDICAL MATERIAL 

Dušan Petković, Miloš Madić, Goran 

Radenković, Miodrag Manić and 

Miroslav Trajanović 

 27 


SOFTWARE FRAMEWORK FOR REST CLIENT ANDROID 

APPLICATIONS: CANVAS LMS CASE STUDY 

Milan Pandurov, Srđan Milaković, 

Nikola Lukić, Goran Savić, Milan 

Segedinac and Zora Konjović 

 32 


BIOINSPIRED METAHEURISTIC ALGORITHMS FOR GLOBAL 

OPTIMIZATION 

Marko Mitic, Najdan Vukovic, Milica 

Petrovic, Jelena Petronijevic, Ali Diryag 

and Zoran Miljkovic 

 38 


MEASURING INFLUENCE OF FACEBOOK PAGES 

Marko Jocić, Djordje Obradovic and 

Zora Konjovic 

 43 


A FRAMEWORK FOR COMPARATIVE ANALYSIS OF DATA MINING 

ALGORITHMS 

Duško Mirković, Ivan Luković, Nikola 

Obrenović and Đurđa Rogić 

 49 

GRAPH LAYOUT ALGORITHMS AND LIBRARIES: OVERVIEW AND 



IMPROVEMENTS 

Renata Vaderna, Igor Dejanović and 

Gordana Milosavljevic 

 55 


KROKI ADMINISTRATION SUBSYSTEM BASED ON RBAC STANDARD 

AND ASPECTS 

Sebastijan Kaplar, Milorad Filipović, 

Gordana Milosavljević and Goran 

Sladić 

 61 


ICIST 2015 5th International Conference on Information Society and Technology

RDF STORES PERFORMANCE TEST ON SERVERS WITH AVERAGE 

SPECIFICATION 

Nikola Nikolic, Goran Savic, Milan 

Segedinac, Stevan Gostojic and Zora 

Konjovic 

 67 


A FRAMEWORK FOR ICT SUPPORT TO SUSTAINABLE MINING - AN 

INTEGRAL APPROACH 

Nikola Zogovic, Sonja Dimitrijevic, 

Snezana Pantelic and Dragan Stosic 

 73 

HIGH LEVEL DESIGN OF ARCHITECTURE FOR SOFTWARE 



RELIABILITY MANAGEMENT OF POWER SUPPLY COMPANY 

JUGOISTOK 

Aleksandar Dimov, Leonid Stoimenov 

and Nikola Davidović 

 79 

MODEL INTEGRATION FOR TERRITORIAL ENVIRONMENTAL & 



SOCIAL ASSESSMENT TROUGH LIFE-CYCLE APPROACH: THE CASE 

STUDY OF THE PROVINCE OF MATERA 

Francesca Intini, Nicola Cardinale, 

Michele Dassisti, Alexis Aubry and 

Hervé Panetto 

 89 


EKONET SYSTEM ARCHITECTURE AND SERVICE FOR 

ENVIRONMENTAL MONITORING 

Boris Pokrić, Srdjan Krco, Dejan Drajic 

and Maja Pokric 

 94 

SOFTWARE MODULE FOR INTEGRATED ENERGY DISPATCH 



OPTIMIZATION 

Marko Batić, Nikola Tomašević and 

Sanja Vraneš 

 99 


EXPERIMENTAL EVALUATION OF GROWING AND PRUNING HYPER 

BASIS FUNCTION NEURAL NETWORKS TRAINED WITH EXTENDED 

INFORMATION FILTER 

Najdan Vuković, Marko Mitić, Milica 

Petrović, Jelena Petronijević and Zoran 

Miljković 

 105 

MULTI-OBJECTIVE TIRE DESIGN OPTIMIZATION BY ARTIFICIAL 



NEURAL NETWORKS 

Miloš Madić, Nikola Korunović, 

Miroslav Trajanović and Miroslav 

Radovanović 

 111 

REDUCING WAGONS ACCUMULATION TIME IN CLASSIFICATION 



YARDS BY GENETIC ALGORITHM 

Sanjin Milinković, Rajko Karličić, Slavko 

Vesković, Miloš Ivić and Ivan Belošević 

 115 


SIMULATION MODEL OF A SINGLE TRACK RAILWAY LINE 

Sanjin Milinković, Nenad Grubor, 

Slavko Vesković, Milan Marković and 

Norbert Pavlović 

 121 

OPEN SATELLITE DATA FOR THE AREA OF SERBIA 



Dušan Jovanović, Miro Govedarica, 

Filip Sabo and Dubravka Sladić 

 127 

ESTA-LD: ENABLING SPATIO-TEMPORAL ANALYSIS OF LINKED 



STATISTICAL DATA 

Vuk Mijovic, Valentina Janev and 

Dejan Paunovic 

 133 


EXPLORING COLLABORATION BETWEEN PUBLIC 

ADMINISTRATIONS THROUGH THE NOTION OF OPEN DATA 

Natasa Veljkovic, Sanja Bogdanovic-

Dinic and Leonid Stoimenov 

 138 

VISUAL ANALYTICS OF TRAFFIC-RELATED OPEN DATA AND VGI 



Jan Jezek, Karel Jedlička and Jan 

Martološ 

 144 

ICIST 2015 5th International Conference on Information Society and Technology



IMPROVING GEOPORTAL INFORMATION SEARCH CAPABILITIES – 

AN APPROACH BASED ON SEMANTIC SIMILARITY MEASUREMENT 

Miloš Bogdanović, Aleksandar 

Stanimirović and Leonid Stoimenov 

 148 

DESIGN OF GEOSPATIAL BENCHMARKING SYSTEM AND 



PERFORMANCE EVALUATION OF VIRTUOSO AND POSTGIS 

Mirko Spasić 

 154 

MOBILE SEMANTIC GEOSPATIAL VISUALIZATION AND 



EXPLORATION 

Uroš Milošević and Claus Stadler 

 160 

CLOUD NETWORK INFRASTRUCTURE DESIGN APPROACH 



Vassil Gourov, Elissaveta Gourova, 

Borislav Lazarov and Georgi 

Kostadinov 

 165 


A ROUTING ALGORITHM FOR MOBILE AD HOC NETWORKS 

Ivan Djokic, Aldina Avdic and 

Aleksandra Pavlovic 

 171 


LINKED DATA NETWORK APPROACH TO ONTOLOGY-BASED DATA 

SHARING 


Igor Miletic, Zoran Marjanovic and 

Miroslav Ljubicic 

 175 

SIMULATION OF TARIFF PLAN SELECTION BY ONLINE USERS USING 



AGENT BASED MODELS 

Aneesh Zutshi, Tahereh Nodehi, 

Ricardo Jardim-Goncalves and Antonio 

Grilo 


 181 

IoT LAB CROWDSOURCED EXPERIMENTAL PLATFORM 

ARCHITECTURE 

Stevan Jokic, Aleksandra Rankov, Joao 

Fernandes, Michele Nati, Sebastien 

Ziegler, Theofanis Raptis, Constantinos 

M. Angelopoulos, Sotiris Nikoletseas, 

Orestis Evangelatos, Jose Rolim and 

Srdjan Krčo 

 187 


DYNAMIC SOFTWARE ADAPTERS AS ENABLERS FOR SUSTAINABLE 

INTEROPERABILITY NETWORKS 

Jose Ferreira, Carlos Agostinho and 

Ricardo Goncalves 

 193 

SMARTPHONE MEMS ACCELEROMETER FOR CYCLING – 



OBSERVATIONS 

Sara Stančin and Sašo Tomažič 

 200 

A REASONING GEOMETRIC MODELING TO SUPPORT DESIGN FOR 



DENTAL IMPLANT 

Osiris Canciglieri Junior, Anderson Luis 

Szejka, Marcelo Rudek and Teófilo 

Miguel de Souza 

 204 

DIAGNOSIS OF LUMBAR DISC HERNIATION USING MULTILAYER 



PERCEPTRON NEURAL NETWORK 

Ivan Milanković, Vesna Ranković, 

Miodrag Peulić, Nenad Filipović and 

Aleksandar Peulić 

 210 

TELEREHABILITATION MODEL OF PHYSICAL THERAPY USING 



KINECT AND EMBEDDED SYSTEMS 

Sanja Vukidević 

 214 

ICIST 2015 5th International Conference on Information Society and Technology



PREDICTION OF WALL SHEAR STRESS IN THE ARTERIES WITH 

MYOCARDIAL BRIDGE BY NEURAL NETWORKS 

Dalibor Nikolic, Igor Saveljic, Milos 

Radovic, Srdjan Aleksandric, Miloje 

Tomasevic, Vesna Rankovic and Nenad 

Filipovic 

 219 

DESIGNING OF INTERNAL DYNAMIC TIBIA FIXATION 3D MODEL 



ACCORDING TO MITKOVIC TYPE TPL 

Miodrag Manic, Milorad Mitkovic, 

Zoran Stamenkovic and Nikola Vitković 

 223 


METHODS FOR ASSESSMENT OF COGNITIVE WORKLOAD IN 

DRIVING TASKS 

Kristina Stojmenova and Jaka Sodnik 

 229 


ON THE RUNTIME MODELS FOR COMPLEX, DISTRIBUTED AND 

AWARE SYSTEMS 

Milan Zdravković and Miroslav 

Trajanovic 

 235 

A META-METADATA ONTOLOGY BASED ON EBRIM SPECIFICATION 



Igor Cverdelj-Fogaraši, Goran Sladić, 

Stevan Gostojić, Milan Segedinac and 

Branko Milosavljević 

 241 


NEW APPROACH TO DEVELOPMENT OF SUPPLY CHAIN 

MANAGEMENT INFORMATION SYSTEMS THROUGH SOFTWARE 

FACTORIES 

Nenad Stefanovic and Danijela 

Milosevic 

 247 


PROTOTYPE OF A FRAMEWORK FOR ONTOLOGY-AIDED SEMANTIC 

CONFLICT RESOLUTION IN ENTERPRISE INTEGRATION 

Željko Vuković, Nikola Milanović and 

Gregor Bauhoff 

 257 

DATA POINT MAPPING APPROACH TO AIRPORT ONTOLOGY 



MODELLING AND POPULATION 

Nikola Tomasevic, Marko Batić, Vuk 

Mijovic and Sanja Vraneš 

 261 


ENABLING CUSTOMIZATION OF DOCUMENT-CENTRIC SYSTEMS 

USING DOCUMENT MANAGEMENT ONTOLOGY 

Robert Molnar, Stevan Gostojić, Goran 

Sladić, Goran Savić and Zora Konjović 

 267 

SILABMDD - MODEL DRIVEN APPROACH 



Dušan Savić, Siniša Vlajić, Saša 

Lazarević, Vojislav Stanojević, Ilija 

Antović, Miloš Milić and Alberto Silva 

 272 


SERVICE NETWORKS MONITORING FOR BETTER QUALITY OF 

SERVICE 


Tehreem Masood, Néjib Moalla and 

Chantal Bonner Cherifi 

 278 

PROCESS PERFORMANCE MEASUREMENT SYSTEM FOR FINANCIAL 



STATEMENTS AUDIT PROCESS IN BPMS ENVIRONMENT 

Kristina Mijić 

 284 

AN APPROACH TO BUSINESS IMPROVEMENT BY THE 



DEVELOPMENT OF AN INFORMATION SYSTEM 

Zoran Nešić, Nebojša Denić, Jasmina 

Vesić Vasović and Miroslav Radojičić 

 289 


SCHEME FOR MAPPING SCIENTIFIC RESEARCH DATA FROM 

EPRINTS TO CERIF FORMAT 

Valentin Penca, Siniša Nikolić and 

Dragan Ivanović 

 295 

ICIST 2015 5th International Conference on Information Society and Technology



INFORMATION SECURITY AWARENESS THROUGH A VIRTUAL 

WORLD: AN END-USER REQUIREMENTS ANALYSIS 

Christos Mettouris, Vicky Maratou, 

Divna Vuckovic, George A. 

Papadopoulos and Michalis Xenos 

 301 


ENHANCING LEARNING ON INFORMATION SECURITY USING 3D 

VIRTUAL WORLD LEARNING ENVIRONMENT 

Vicky Maratou, Michalis Xenos, 

Andrina Granic, Divna Vuckovic and 

Aleksandra Drecun 

 307 


A FLEXIBLE, PROCESS-AWARE CONTRACT MANAGEMENT SYSTEM 

Miroslav Zarić, Zoran Miškov and 

Goran Sladić 

 313 


DIGITAL TECHNOLOGIES FOR CULTURAL HERITAGE 

PRESENTATION IN BOSNIA AND HERZEGOVINA 

Selma Rizvic 

 319 


COMPARATIVE ANALYSIS OF LOCAL AND GLOBAL INNOVATION OF 

KNOWLEDGE SOURCES IN STANDARDIZED SUBFIELDS OF HEALTH 

CARE TECHNOLOGY 

Živadin Micić and Marija Blagojević 

 325 

USE OF GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEMS IN ANALYSIS OF 



TELECOMMUNICATION MARKET 

Mirjana Kranjac and Uros Sikimic 

 331 

NEW REGULATORY APPROACH IN ICT SECTOR 



Branka Mikavica and Nataša Gospić 

 336 


CONTEXTUAL MODELING OF ICT PROJECTS FOR E-GOVERNMENT: 

THE CASE STUDY OF REPUBLIC OF SRPSKA 

Milan Latinović and Zora Konjović 

 342 


MANAGING PHD PROMOTIONS AND REGISTER OF DOCTORS IN 

CRIS UNS 

Bojana Dimić Surla and Lidija Ivanović 

 347 


VOLUME 2 

EVALUATION OF THE IMPLEMENTATION OF THE “E 

ADMINISTRATION STRATEGY OF PROVINCIAL AUTHORITIES” 

Milan Paroški, Vesna Popovic, Dušan 

Surla and Zora Konjović 

 352 


A STRATEGIC APPROACH TO PROVIDING CLOUD SERVICES FOR 

RESEARCH AND EDUCATION COMMUNITY 

Slavko Gajin, Robert Hackett, Fulvio 

Galeazzi and João Pagaime 

 358 

A CONTRIBUTION TO THE DEVELOPMENT OF AN INFORMATION 



SYSTEM IN THE FUNCTION OF IMPROVING DECISION-MAKING IN 

BUSINESS 

Zoran Nešić, Nebojša Denić, Miroslav 

Radojičić and Jasmina Vesić Vasović 

 364 

ERP AND COMPETITIVE INTELLIGENCE SYSTEMS IN AGILITY OF 



ORGANIZATION: A SYSTEMATIC LITERATURE REVIEW 

Ružica Debeljački, Pere Tumbas and 

Laslo Šereš 

 370 


ICIST 2015 5th International Conference on Information Society and Technology

ADVANTAGES AND DRAWBACKS OF SLOODLE APPLICATION FOR 

CREATING HIGH-QUALITY TEACHING MATERIALS WITH 

DEMANDING GRAPHICS 

Maja Radovic, Danijela Milosevic, 

Andjelija Mitrovic and Marija 

Blagojevic 

 375 

MASSIVE OPEN ONLINE COURSES: EDX VS MOODLE MOOC 



Marija Blagojević and Danijela 

Milošević 

 380 

ADAPTATION OF ONLINE COURSES FOR STUDENTS WITH 



DIFFERENT EDUCATIONAL BACKGROUNDS AND PREDISPOSITIONS 

FOR LEARNING 

Milena Frtunić and Leonid Stoimenov 

 385 


MULTI LINKED LISTS: AN OBJECT-ORIENTED APPROACH 

Đorđe Stojisavljević, Eleonora Brtka, 

Vladimir Brtka and Ivana Berkovic 

 391 


ONTOLOGICAL MODEL OF THE STANDARDIZED SECONDARY 

SCHOOL CURRICULUM IN INFORMATICS 

Milinko Mandić, Zora Konjović and 

Mirjana Ivanović 

 397 

ARCHITECTURE AND ALGORITHMS FOR FILTERING TWEETS BASED 



ON CHOSEN COUNTRIES AND CITIES 

Nemanja Igic, Vladimir Dimitrieski, 

Ivan Lukovic, Slavica Aleksic and Milan 

Celikovic 

 402 

AUTOMATIC DATA EXTRACTION FROM GPR DATA 



Aleksandar Ristić, Aleksandra 

Radulović, Miro Govedarica and Milan 

Vrtunski 

 408 


ORCHESTRATING MUSIC QUERIES VIA THE SEMANTIC WEB 

Milos Vukicevic and John Galletly 

 413 

REPORTING SYSTEM FOR MOBILE 



Gabor Pletl, Regina Seres and 

Szilveszter Pletl 

 418 

MEASUREMENT OF QOS PARAMETERS VOIP CODECS AS A 



FUNCTION OF THE LEVEL OF NETWORK TRAFFIC 

Jugoslav Jocić and Zoran Veličković 

 422 

AN EFFICIENT MATLAB IMPLEMENTATION OF OFDM/OQAM 



MODULATOR WITH ORTHOGONAL PULSE SHAPING FILTERS 

Selena Vukotic and Desimir Vučić 

 427 

SMART CITY SERVICES FOR CITIZEN-CENTRIC INTERNET OF THINGS 



Nenad Gligorić, Srdjan Krco, Dejan 

Drajic, Ignacio Elicegui, Carmen López, 

Luis Sánchez, Michele Nati, Jorge 

Bernal Bernabé, José L. Hernández-

Ramos, Davide Carboni and Alberto 

Serra 


 433 

PYTABS: A DSL FOR SIMPLIFIED MUSIC NOTATION 

Miloš Simić, Željko Bal, Renata 

Vaderna and Igor Dejanović 

 439 

ICIST 2015 5th International Conference on Information Society and Technology



OPPORTUNITIES OF THE INTERNET OF THINGS FOR HEALTHCARE 

THROUGH ARCHITECTURAL LAYERS- ARCHITECTURE AND 

TECHNOLOGIES 

Daliborka Mačinković 

 444 

LIMITATIONS OF SMARTPHONE MEMS FOR MOTION ANALYSIS 



Anton Umek and Anton Kos 

 450 


SEGMENTATION AND THREE-DIMENSIONAL VISUALIZATION OF 

BRAIN TUMOR AND POSSIBILITY OF MAPPING SUCH ALGORITHMS 

ON HIGH PERFORMANCE RECONFIGURABLE COMPUTERS 

Tijana Šušteršič, Nikola Mijailović, Ivan 

Milanković, Nenad Filipović and 

Aleksandar Peulić 

 455 

FRAMEWORK FOR EARLY MANUFACTURABILITY AND 



TECHNOLOGICAL PROCESS ANALYSIS FOR IMPLANTS 

MANUFACTURING 

Miloš Ristić, Miodrag Manić and Boban 

Cvetanović 

 460 

MULTIMODAL IMAGING FOR PET ATTENUATION CORRECTION 



Nikola Mijailović, Jasna Radulović, 

Miroslav Trajanović, Nenad Filipović 

and Aleksandar Peulić 

 464 


DICOM IMAGE MANAGEMENT THROUGH AGENTS BASED 

SYSTEMS 


Dani Juliano Czelusniak, Érica Beatriz 

Fuscolim and Osiris Canciglieri Junior 

 468 

DEVELOPMENT OF WEB-AVAILABLE MODELS OF HUMAN SPINAL 



VERTEBRAE FOR BIOMEDICAL ENGINEERING RESEARCH AND 

EDUCATION 

Milan Blagojević and Miroslav Živković 

 473 


FUZZY ORDERING IMPLEMENTATION APPLIED IN FUZZY XQUERY 

Supaporn Kansomkeat, Sukgamon 

Sukpisit, Apirada Thadadech, Pannipa 

Sae Ueng and Srdjan Skrbic 

 477 

A PERFORMANCE ANALYSIS OF THE R LANGUAGE AND AN 



ASSESSMENT OF THE CAPABILITIES FOR ITS IMPROVEMENT 

Lidija Fodor and Srđan Škrbić 

 483 

THE ROLE OF MODELING IN INFORMATION SYSTEM 



DEVELOPMENT WITH DISCIPLINED AGILE DELIVERY APPROACH: A 

CASE STUDY 

Ljubica Kazi, Miodrag Ivkovic, Biljana 

Radulovic, Madhusudan Bhatt and 

Narendra Chotaliya 

 489 


DOMAIN SPECIFIC AGENT-ORIENTED PROGRAMMING LANGUAGE 

BASED ON THE XTEXT FRAMEWORK 

Dejan Sredojević, Dušan Okanović, 

Milan Vidaković, Dejan Mitrović and 

Mirjana Ivanović 

 495 


ASPECT-ORIENTED ENGINES FOR KROKI MODELS EXECUTION 

Milorad Filipović, Sebastijan Kaplar, 

Renata Vaderna, Željko Ivković, 

Gordana Milosavljevic and Igor 

Dejanović 

 502 


SOFTWARE DEVELOPMENT WITH SCRUM – TELENOR SERBIA E-

BUSINESS SUCCESS STORY 

Aleksandar Marčelja, Vesna Makitan 

and Miodrag Ivković 

DEVELOPING DISTRIBUTED MULTI-CORE AND MANY-CORE 

ARCHITECTURE USING JAVA AGENTS 

Jelena Tekic, Predrag Tekić and Miloš 

Racković 

 513 

 508 


BASED CHEMINFORMATICS AND BIOINFORMATICS DATASETS

Branko Arsić, Marija Đokić, Vladimir 

Cvjetković, Petar Spalević, Siniša Ilić

SEMANTIC SEARCH FRAMEWORK FOR DISTRIBUTED SEMANTICALLY 

 

 518 


ICIST 2015 5th International Conference on Information Society and Technology

Towards the Future Internet: A Foreword to the 

Proceedings of the 5

th

 International Conference 



on Information Society and Technology 

Milan Zdravković

*

, Miroslav Trajanović



*

, Zora Konjović

**

 

*



Laboratory for Intelligent Production Systems (LIPS),

Faculty of Mechanical Engineering, University of Niš, Niš, Serbia 

** 

Faculty of Technical Sciences, University of Novi Sad, Novi Sad, Serbia 



milan.zdravkovic@gmail.com, miroslav.trajanovic@masfak.ni.ac.rs, ftn_zora@uns.ac.rs 

I.  I


NTRODUCTION

 

The research on the Future Internet is driven by need to 



overcome  some  of  the  shortcomings  of  the  current 

protocols  and  architectures,  mostly  in  terms  of 

performance,  reliability,  scalability,  security,  as  well  as 

the other categories. In addition, some societal, economic 

and  business  aspects  are  also  considered  in  defining  the 

long term vision for the Future Internet. 

Based on the huge interest of the research community 

in this topic, which is also supported by the commitment 

of the European Commission to fund research in this area 

in  scope  of  Horizon  2020  program,  the  ICIST 

Organizational  Committee  (OC)  decided  to  make  effort 

towards  the  further  promotion  and  motivation  in  this 

exciting area. Hence, this year’s edition of the conference 

was  focused on  the  topic: Future Internet: Technologies, 

Architectures and Applications. 

The  5


th

  International  Conference  on  Information 

Society  and  Technologies  was  organized  in  Kopaonik, 

Serbia, 8-10.3.2015. Despite the extreme travel conditions 

at  that  time,  the  conference  gathered  more  than  300 

participants  from  all  over  the  world,  to  discuss  one  the 

recent research results. 

The  conference  was  supported  by  the  International 

Program  Committee  (IPC),  with  researchers  from  20 

countries,  namely  Australia,  Austria,  Belgium,  Brazil, 

Bulgaria,  Czech  Republic,  Finland,  France,  Germany, 

Greece,  Hungary,  Luxembourg,  Mexico,  Netherlands, 

Portugal,  Serbia,  Sweden,  Switzerland,  United  Kingdom 

and United States. 

II. S

CIENTIFIC 



P

ROGRAMME OF 

5

TH

 



I

NTERNATIONAL 

C

ONFERENCE ON 



I

NFORMATION 

S

OCIETY AND 



T

ECHNOLOGIES

 

ICIST 2015 received 114 submissions. The number of 



submissions is considered as an important evidence of the 

sustainable  conference  development  and  significant 

growth trend, after 90 submissions received last year. The 

international  character  of  the  conference  is  again 

demonstrated by the fact that authors or co-authors of the 

submitted  papers  were  affiliated  to  the  research 

institutions from 26 countries. 

Based on the outcomes of the evaluation process (each 

paper  is  reviewed  by  1-3  members  of  IPC),  64  papers 

were  invited  to  be  presented  in  some  of  the  regular  or 

special sessions. In addition, 34 papers were invited to be 

presented in two poster sessions. 

The  conference  hosted  three  distinguished  keynote 

speakers, namely: Dr. Richard Mark Soley, Chairman and 

CEO,  OMG,  USA;  Vladimir  Weinstein,  Engineer 

Manager,  Google,  USA;  Orri  Erling,  Program  Manager 

for the Virtuoso Hybrid RDBMS, OpenLink Software. 

A.  Scientific sessions 

During  the  preparation  of  the  conference,  a  list  of 

relevant  topics  was  made  by  the  OC  and  selected 

researchers  were  invited  to  organize  the  special  sessions 

on these topics. Based on the response, it was decided that 

ICIST  2015  will  host  four  special  sessions,  namely: 

Model-Based information Systems Engineering (MBiSE), 

Open  Data  and  GIS  applications  (ODaGIS),  ICT  in 

Biomedical  Engineering  (ICTiBE)  and  Next-Generation 

Enterprise Information Systems (NGEIS). 

Other  papers,  submitted  and  accepted  for  presentation 

in  the  regular  program  were  classified  in  the  following 

sessions:  Software  Development,  Energy,  Environment 

and  Sustainable  Development,  Simulation  and 

Optimization,  Information  Systems  and  Information 

Society.  All  accepted  papers,  presented  in  regular  or 

special sessions are published in Volume 1 of this book. 

Besides these topics, the papers presented at the poster 

sessions addressed also the area of learning management 

systems.  All  accepted  papers,  presented  at  the  poster 

sessions are published in Volume 2 of this book. 

1) Special Sessions

After significant response and large number of received 

submissions,  ICTiBE  session  was  organized  in  two 

timeslots,  with  14  papers.  Session  was  organized  and 

chaired  by  Osiris  Canciglieri  Junior,  Pontifical  Catholic 

University of Paraná, Brasil, Nenad Filipović, University 

of  Kragujevac,  Serbia  and  Miroslav  Trajanović, 

University of Niš, Serbia. The presented papers addressed 

different issues of modeling medical devices and anatomy; 

diagnosis,  observations  and  assessment,  based  on 

biofeedback  apps,  neural  networks  and  data  mining 

algorithms;  and  developing  systems  for  knowledge 

discovery and medical device design. 

Organized  by  Hervé  Panetto,  Université  de  Lorraine, 

France,  Richard  Mark  Soley  and  Milan    Zdravković, 

ICIST 2015 5th International Conference on Information Society and Technology

Page 1 of 522


MBiSE  presented  seven  papers.  The  authors  dealt  with 

runtime  models,  modeling  requirements,  document 

management  systems,  airport  management  systems, 

supply  chain  management systems  and  semantic  conflict 

resolution. 

Third  special  session  on  Open  Data  and  GIS 

Applications  was  chaired  and  organized  by  Phil  Archer, 

W3C  Data  Activity  Lead,  W3C/ERCIM,  France,  Jens 

Lehmann, University of Leipzig, Germany, and Valentina 

Janev,  Institute  “Mihajlo  Pupin”,  Belgrade,  Serbia.  The 

session  presented  work  related  to  the  issues  of  open 

satellite data, spatio-temporal analysis and visualization of 

linked data, collaboration between public administrations, 

visual  analytics  of  traffic-related  open  data  and 

benchmarking of geospatial systems. 

NGEIS  session  addressed  the  different  issues  of  the 

Next-Generation  Enterprise  Information  System,  the 

concept  that  has  been  recently  elaborated  by  the  IFAC 

TC5.3 Technical Committee for Enterprise Integration and 

Networking  of  International  Federation  for  Automatic 

Control,  one  of  the  supporters  of  the  conference. 

Organized  and  chaired  by  Ricardo  Jardim-Gonçalves, 

UNINOVA,  Portugal,  and  Elisaveta  Gourova,  Sofia 

University  “St.  Kliment  Ohridski”,  Bulgaria,  the  session 

presented  a  recent  work  in  the  fields  of  cloud  network 

infrastructure design,  mobile ad  hoc  networks, ontology-

based  data  sharing,  simulation  by  using  agent-based 

models,  crowd-sourced  experimental  platform  and 

dynamic software adapters. 

2)  Regular Sessions 

As mentioned before, the papers accepted to the regular 

program  of  the  conference  were  classified  in  several 

relevant topics, after evaluation. 

The session on Software Development discussed about 

bio-inspired optimization algorithms, REST-based android 

applications, social data mining and analyses of RDF data 

stores  performance,  graph  layout  and  data  mining 

algorithms. 

Different technology application issues in the fields of 

energy,  environment  and  sustainable  development  were 

discussed  in  a  dedicated  session.  Technologies  in  the 

specific  industries  were  discussed,  namely,  mining  and 

power  supply.  Also,  the  problems  of  environmental 

assessment  and  monitoring  and  optimization  of  the 

integrated energy dispatch were addressed. 

The  session  on  Simulation  and  Optimization  mostly 

dealt with the relevant problems in transport, addressing in 

specific railway line simulation, wagon accumulation time 

and tire design optimization. 

The  session  on  Information  Systems  addressed  the 

topics  of  service  network  monitoring,  business 

improvement,  information  security  awareness.  Some 

specific applications in the areas of research management, 

contract management and financial management were also 

presented. 

The  last  but  not  the  least,  the  topic  of  Information 

Society gathered researchers dealing with cultural heritage 

preservation, 

healthcare 

knowledge 

innovation, 

telecommunication  market  analysis,  ICT  regulatory 

approaches,  e-government  projects’  modeling  and 

research process management. 

3)  Poster Sessions 

Poster  sessions  at  ICIST  conferences  have  history  of 

excellent  and  vibrant discussions.  They  typically  present 

technical  achievements  or  conceptual  work  which  is  not 

considered mature for oral presentations. 

The  poster  papers  at  ICIST  2015  were  addressing  all 

above-mentioned  topics  with  addition  of  the  area  of 

learning  management  systems.  They  are  printed  in  the 

Volume 2 of this book. 

B.  Invited Keynotes 

The  scientific  program  was  also  supported  by  the 

exciting keynotes from the distinguished speakers. 

Dr.  Richard  Mark  Soley,  a  Chairman  and  Chief 

Executive  Officer of  OMG  ®, Executive  Director of  the 

Cloud  Standards  Customer  Council,  and  Executive 

Director  of  the  Industrial  Internet  Consortium,  presented 

the  opportunities,  disruptions  and  standards  of  so-called 

Industrial  Internet.  This  new  paradigm  was  proposed  in 

response  to  the  anticipated  “major  disruptions  in 

transportation, financial management, medical devices and 

other  markets  as  Internet  thinking  moves  into  the 

industrial  domain”.  Dr.  Soley  presented  The  Industrial 

Internet  Consortium  (IIC),  which  aims  at  bringing 

“together different players to build and manage test-beds 

for  IoT-enabling  industrial  systems,  in  order  to  identify 

new  products  &  services,  as  well  as  priorities  & 

requirements  for  standards  to  support  adoption  of  these 

ideas”. 

Orri Erling, a program manager for the Virtuoso Hybrid 

RDBMS,  at  OpenLink  Software,  presented  recent  trends 

in  data  management  and  effect  of  these  trends  to  the 

development of Virtuoso DBMS. He sketched a vision of 

re-convergence  of  Relational  database,  RDF  store  and 

computational platform and illustrated this vision with the 

use cases in life sciences, semantic search and geospatial 

information management. 

Vladimir  Weinstein  has  been  working  in  the 

internationalization and localization infrastructure team in 

Google  since  2006.  In  his  keynote,  he  discussed  about 

managing  engineers  in  Google,  in  specific:  technical 

versus managerial path, identifying talent and mentoring, 

helping engineers build their careers, and many roles of an 

engineering manager. 

III.  A

CKNOWLEDGEMENT



 

 

The  editors  wish  to  express  a  sincere  gratitude  to  all  members  of  the 



International Program Committee and external reviewers, who provided 

a great contribution to the scientific programme, by sending the detailed 

and timely reviews on this year ICIST’s submissions. 

The  editors  are  grateful  to  the  organizing  committee  of  YUINFO 

conference for providing full logistics and all other kinds of support in 

setup of exciting scientific and social program of ICIST 2015. 

 

ICIST 2015 5th International Conference on Information Society and Technology



Page 2 of 522

Failure-Correction Simulation Tool Applied for 

Skull Prosthesis Modelling 

Marcelo Rudek*, Gustavo Campana Mendes*, Andreas Jahnen** 

*

Pontifical Catholic University of Parana – PUCPR / PPGEPS, Curitiba, Brazil



**

 Luxembourg Institute of Science and Technology – LIST, Luxembourg 

marcelo.rudek@pucpr.br, gustavo.campana@hotmail.com.br, andreas.jahnen@list.lu 

Abstract

— The work presents a proposal of a computational 

tool applied to simulate synthetically built failures over skull 

bone  images  for  use  in  prosthesis  modelling  studies.  The 

main goal is to produce failures from known geometries to 

evaluate  different  filling  processes  used  in  bone  repairing. 

The  method  is  applied  to  the  modelling  of  3D  prosthesis 

from  computed  tomography  scans.  A  prototype  software 

was  developed  as  a  plugin  in  Java  based  image  processor 

(ImageJ). The key advantage is that testing failures can be 

built in a public domain image. Also the respective virtual 

prosthesis can be fully modeled and evaluated during study 

or surgical training. By using the lateral symmetry of skull, 

we  applied  a  mirroring  method  as  a  study  case  to 

demonstrate the process, from the simulation of a failure up 

to evaluation of the solution. 

I.  I


NTRODUCTION

 

Recent advances in 3D medical image processing have 



improved  capabilities  in  human  body  visualization, 

providing important resources for diagnosis and treatment 

of  diseases.  These  images  obtained  through  CT 

(Computed Tomography) also allow us to understand the 

morphological  characteristics  of  bones  and  its  complex 

structures [1], [2]. Beyond visualization, the possibility to 

build or repair missing regions in bone structures through 

rapid  prototyping  devices  and  procedures  are  also  in 

focus. 

Actual  manufacture  devices,  such  as  3D  printers,  are 



important  tools  in  the  prototyping  of  complexes  shapes, 

needed  in  anatomic  prosthesis  manufacturing,  for 

example.  An  automated  manufacturing  procedure  brings 

more accurate results when compared to hand crafted ones 

[3],  [9],  [12]  as  it  is  not  dependent  of  the  doctor’s 

experience  and  ability,  but  only  from  data  extracted 

straight from computed tomography images.  

The integration between image analysis and prototyping 

has  been  explored  by  [3],  [4]  as  part  of  an  automated 

process of geometry modeling. In this way it is possible to 

generate the CAD profiles automatically for a machining 

process.  However,  the  geometrical  complexity  of  the 

individual  human  bones  increases  the  challenge  in 

modelling.  The  computational  environment  to  medical 

image  processing,  called  ImageJ  [5],  [6]  provides  the 

mechanisms  to  3D  modelling,  visualization  and  also 

exporting data to manufacturing machines. The necessary 

data to build the geometric model of bones can be taken 

from  tomographic  scans  extracted  out  of  the  DICOM 

(Digital Imaging  and  Communications  in  Medicine)  file, 

according  to  the  standardized  protocol  for  computed 

tomography (CT) exams described in [7].  

In a real case of repairing missing areas (holes) in the 

skull, the image information of failure’s region is absent. 

Different strategies might be applied to generate a model 

that fills the open region [10-14]. 

Depending on the deformity location, e.g. in frontal or 

lateral position we have respectively the non-symmetrical 

and  symmetrical  cases.    In  symmetrical  case,  the  intact 

bone  of  one  side  can  be  mirrored  in  order  to  repair  a 

defective area on the opposite side. But in non-symmetric 

case, i.e. in frontal or rear position of skull we don’t have 

information to  be  mirrored and  another  strategy  must be 

used.  Some  filling  algorithms  are  proposed  in  literature 

passing  through  all  individual  CT  slices,  as  the  Ellipse 

Adjustment  Algorithm  (EAA)  proposed  by  [3]  to  fill  a 

non-symmetric  frontal  failure.  In  this  case  the  missing 

surface is reconstructed from arcs extracted from ellipses 

adjusted  on  skull’s  curvature.  Despite  the  fact  that  this 

technique seems to be promising, the generated curvature 

do not always adjust correctly to the real skull shape.  

A  similar  error  condition  also  occurs  in  the  case  of 

symmetry  by  the  mirroring  strategy  presented  by  [4], 

mainly in junction areas between skull and prosthesis. We 

address this condition further in the text. The fact is that 

still are some unresolved points about quality of automatic 

adjust of curves on CT slices and its respective strategies. 

As a pre-processing step before manufacturing, we are 

proposing  a  computational  tool  to  simulate  failures  in 

skull  image  with  different  geometries  and  also  offer  the 

capability  to  fix  it.  Thus  it  is  possible  to  evaluate  the 

prosthesis  modelling  methods  by  testing  different 

conditions of failures. With this proposal, we were able to 

compare the generated solution with the real information 

previously extracted from original image. In this way we 

will have better conditions (parameters) to evaluate which 

method  is  the  most  suitable  to  be  applied  in  a  real  case 

with a similar condition. 

In  order  to  illustrate  the  method,  it  is  presented  as  a 

study case of the repair of a synthetically created failure in 

the  lateral  of  skull.  In  this  case  we  are  adopting  a 

mirroring process by symmetry. In addition, the skull and 

the model of prosthesis were prototyped by a 3D printer, 

thus  the  matching  between  printed  skull  and  printed 

prosthesis  can  be  compared  with  its  real  shape  and 

dimensions. 

The  goal  is  to  produce  a  simulation  environment  for 

prosthesis modelling without a dependence of real patient 

images. Thus we have a research tool for studies, training 

and  procedures’  planning  in  the  context  of  prosthesis 

modeling,  both  in  the  medical  and  engineering  point  of 

view.   


ICIST 2015 5th International Conference on Information Society and Technology

Page 3 of 522



II.  P

ROPOSED 


M

ETHOD


 

The  interest  here  is  to  create  a  manner  to  test  several 

different  modelling  algorithms,  and  evaluate  them  by 

comparing  with  original  known  information  (original 

existing bone). The proposed method is composed of three 

main steps as shown in fig.1. First, tomographic scans are 

needed to obtain the bone shape, i.e. the curvature in each 

section of the skull. Secondly, a failure area can be drawn 

to define a region of interest (ROI), thus this region can be 

cut and extracted out from the skull image, creating a hole 

with  the  desired  shape.  And  finally  in  the  third  step,  a 

specific  method  can  be  used  to  fill  that  region,  i.e.  the 

prosthesis modelling. 

 

 



(a) 

(b) 


(c) 

Figure 1. The three sequential steps of proposed method. (a) A 

tomography scan; (b) Failure drawing over it by cutting a piece of bone 

and (c) the respective prosthesis modelling to complete the gap.  

 

The  cuts  are  applied  from  the  drawing,  slice  by  slice, 



and  then  their  surfaces  are  reconstructed  in  3D.  This 

extracted  piece  element  can  be  used  for  further 

comparison with the new the prosthesis modeled. 

The software was developed as a plugin to be installed 

in the ImageJ [5]. The ImageJ is a free open source image 

processing  software  environment,  and  the  new  plugin 

functionalities can be combined with its image processing 

facilities. The  new  plugin  was  developed to  cut  the  ROI 

slice  by  slice,  extract  the  3D  surface  and  apply  the 

mirroring algorithm to generate the new piece.  

The  new  piece  (prosthesis)  can  be  compared  with  the 

original  bone  through  the  GeoMagic®  Studio  software 

[8], which allows the measurement of errors between both 

pieces, that are evaluated and visualized in 3D surfaces. If 

necessary the ImageJ can generate the STL profile format 

for 3D printing or other manufacturing processes.  

The  three  steps  of  the  method  are  presented  in 

following sections. 

 

A.  CT Slices Segmentation 

The  CT  Slices  containing  the  skull  image  extracted 

from a DICOM file [7]. In this investigation we are using 

a  public  domain  image  from  [15]  containing  the 

tomography  of  a  human  head,  but  any  other  real  image 

can be used in the same way.  

The  bone  segmentation,  from  different  biological 

materials  e.g.  brain  or  fluids,  is  performed  by  ImageJ 

toolbox  on  the  set  of  selected  CT  slices  permitting  to 

define the edges of skull in each one of them, composing a 

black and white image of the contour bone.   

B.  Failure Drawing 

The  second  step  on  process  is  to  define  the  ROI 

(Region of Interest) to be applied to skull. It is defined as 

the  cutting  position  of  bone  edge.  A  region  is  taken  out 

from image by selecting a polygonal (or not) area through 

the  selection  cutting  tool  from  ImageJ  menu  as 

highlighted in fig. 2.a. In fig. 2.b. there are four examples 

of cutting areas on a CT slice in top view. The cutting area 

is  defined  on  the  first  slice  selected  and  then  forward 

propagated  to  all  other  necessary  slices  in  z  direction 

(entering in  image). The  cutting  tool can be  used  in  any 

plan, i.e. transversal, sagittal and frontal plans. 

 

 

(a) 



 

(b) 


Figure 2. (a) Selection tool. (b) Samples of cutting application. 

 

Thus  it  is  possible  to  create  a  defective  area  with 



randomized geometry on each CT slice and after rebuild 

the 3D image of skull and of the removed piece. Let I

o

k

 as 



original  m  x  n  image  matrix  extracted  from  DICOM 

whose k value is the slice number, we have that, 

 

I

o



k

 = I


s

k

 + I



p

k

 



(1) 

  

where  I



s

k

  is  the  matrix  with  resting  of  pixels  kept  in 



original skull image and I

p

k



 is the matrix with the removed 

piece for each testing slice k.   

Each  slice  k  can  be  cut  as  wished  and  thus  after  3D 

reconstruction  a  hole  is  built  in  the  skull,  forming  the 

image  I

s

k



.  The  new  image  I

s

k



  is  the  one  used  to  test  the 

filling  algorithms.  Fig.  3  shows  three  examples  of 

synthetically  created  defects.  In  3.a  is  the  top  view  in 

transversal plan; 3.b is an example showing the lateral side 

of the skull with defect created in sagittal plan, and 3.c is a 

defected created in the rear of the skull in frontal plan. 

 

 

 



 

(a) 


(b) 

(c) 


Figure 3. Samples of failures syntactically created in the plans 

transversal, sagittal and frontal. 

  

The  image  I



p

k

  contains  the  pixels’  matrix  of  the 



extracted  piece  from  the  original  image.  After  the  3D 

ICIST 2015 5th International Conference on Information Society and Technology

Page 4 of 522


reconstruction from k slices of I

p

k



 we have a surface of the 

extracted piece as presented in fig. 4. This piece will be 

used  as  a  comparison

 

element  with  the  new  prosthesis 



model.  The  dimensions  of  the  extracted  piece  can  be 

seeing in mm as shown in fig. 4. 

 

 

 



(a) 

(b) 


Figure  4. Piece extracted from original skull. (a) CT slice near of skull 

top. (b) The surface of extracted piece. 

 

Fig. 4.a shows a random shape cutting area applied to 



the first slice. A complete piece was extracted from eight 

slices  from  top  down  direction  as  shown  in  fig.  4.b.  It 

causes  a  synthetic  failure  in  the  3D  visualization  of  the 

skull  (as  presented  previously  in  fig.  3.a)  given  by  I

s

k

 



matrix.  From  now,  the  testing  image  is  I

s

k



  and  the  next 

step is to find the prosthesis matrix ɸ, where 

 

ɸ =   ∑ ??????



??????

∗??????


??????

??????


    , ?????? = 1, … , ??????

 

(2) 



 

In  (2)  the  sum  operator  signifies  the  superposing  of  k 

slices into matrix ɸ, i.e. the size of ɸ is m × n × k, with k = 

1,…, n sequential slices obtained from the new matrix I

p

*k



The new  matrix I

p

*k



  will be obtained by symmetry,  with 

skull  edge  pixels  mirrored  from  the  opposite  side  of 

failure (considering a lateral failure). Then, ɸ is obtained 

from all superposed k mirrored images.  

  

 

C.  Prosthesis Modeling 



The third step of the method is to fill the open region by 

building  the  image  matrix  ??????

??????

∗??????


.  Among  several  methods 

applied to prosthesis modeling, we are using a mirroring 

method to copy the known region symmetrically from one 

side (closed) to opposite side (open) as presented in fig. 5. 

We  are  considering  only  failures  in  lateral  position  of 

skull as divided by the symmetry line L.  

 

 

 



(a) 

(b) 


Figure 5. Mirroring by symmetry on the gap position.   

In  this  case,  the  assumption  is  that  if  a  region  is 

unknown,  then  the  more  approximated  corresponding 

values to fill it can be obtained by symmetry. In fig. 5 the 



P

1

  and  P



2

  values  are  the  known  coordinates  from 

interruption points in the edge of right side. These points 

are found by the method proposed in [3]. Using the same 

distances  from  x  and  y  values,  we  obtain  the  respective 

coordinates  of  limits  from  left  side  that  contains  the 

complete  edge  information.  Thus  the  region  between 

points P

1

 and P



2

 are now completed with mirrored piece 

as method of [4]. 

 

III.  E



VALUATION 

O



M

ETHOD


 

In  order  to  evaluate  the  method  we  build  a  synthetic 

failure as a single polygon as shown in fig. 6. This shape 

permits to see better the junction points and to reduce the 

complexity  to  prototype  (3D  print)  instead  of  another 

complex geometry.  

 

   


 

Figure 6. (a) Cut in edge of a CT slice. (b) New 3D surface with created 

failure. 

 

The process is repeated for all open slices and a surface 



is obtained after all slices have been processed as in fig. 7.  

 

 



 

(a) 


(b) 

 

 



 

(c) 


(d) 

Figure 7. 3D views of pieces: original (green) and modeled piece (red). 

ICIST 2015 5th International Conference on Information Society and Technology

Page 5 of 522



The Fig. 7.a and 7.b are the external and internal view 

of original bone data I

p

k

; 7.c and 7.d are the external and 



internal  view  of  modeled  prosthesis  image  matrix  ɸ  by 

mirroring.  

By a visual sense, the shape of I

p

k



 (original bone) and ɸ 

(modeled prosthesis) are similar, but by measurement it is 

not totally true. The displacement between original bone 

and  modeled  prosthesis  can  be  evaluated  by  GeoMagic 

Studio software in 3D and the result is shown in fig. 8.  

 

 



 

 

Figure 8. Comparing results of surface displacement between original 



bone and prosthesis model. 

 

The change in colors in figure 8 shows the difference in 



mm between I

p

k



 (original bone of real surface in ROI) and 

its respective matrix ɸ  (model of prosthesis) created from 

mirroring. The maximum error’s value is about ~ 4.8 mm 

in the inner side due to more roughness in its surface, and 

maximum of ~ 3.2 mm in the outer side. The prosthesis ɸ 

applied on failure hole can be visualized in figure 9.  

 

 

(a) 



 

 

(b) 



Figure 9. ROI filled by prosthesis. (a) filling the skull gap, and (b) 

difference in junctions between skull and ɸ model. 

 

In  fig.  9.a  the  original  skull  was  filled  by  modeled 



prosthesis ɸ. And, the fig. 9.b is the prosthesis matching 

and its respective visible error.  

In  additional  we  printed  a  created  3D  model.  The 

ImageJ  software  is  able  to  export  data  to  machining  by 

STL  formatted  file.  A  3D  printer  was  used  to  build  the 

real piece based on modeled prosthesis ɸ. Fig. 10 presents 

the results. 

 

 



Figure 10. The 3D print of modeled prosthesis. 

 

The  fig.  10  presents  three  labeled  regions  in  different 



views  of  modeled  prosthesis.  There  are  differences  in 

relationship of original skull bone. In the pictures labeled 

as ‘1’ and ‘2’ the piece is entering into original skull. In 

highlighted picture ‘3’ the corner of the piece is outside of 

the original skull bone alignment. It is possible to see that 

there  are  a  significantly  difference  between  the  original 

bone piece I

p

k



 and the synthetically build ɸ. Thus, despite 

symmetry  of  human  body,  the  mirroring  does  not  bring 

any  guaranties  of  a  correct  adjustment  of  the  prosthesis 

piece. 


 

IV.  C


ONCLUSION

 

The  research  presented  the  proposal  of  a  simulation 



software  tool  in  order  to build  synthetic  failures  in  skull 

border  and  its  respective  correction  procedure  by 

mirroring. A handmade synthetic failure can be drawn on 

the skull, performed slice by slice in a selected direction 

as,  e.g.  frontal,  sagittal  and  transversal  plans.  A  filling 

strategy  by  mirroring  was  applied  to  produce  the 

respective  prosthesis  model.  The  new  modeled  piece 

could  be  compared  with  the  original  extracted  piece  of 

bone inside ROI. By 3D comparing between original bone 

and model, we are able to see the measurements errors in 

the modeled piece. The surface of the prosthesis was 3D 

printed and the matching point’s problems become visible 

as  equal  indicated  in  the  geometric  model.  Despite  3D 

differences in measures, the tool seems to be a promising 

tool to studying and modelling prototyping. The next step 

is  embedding  new  procedures  of prosthesis  modelling  to 

both symmetric and no-symmetric cases.  

 

 



ICIST 2015 5th International Conference on Information Society and Technology

Page 6 of 522



A

CKNOWLEDGMENT

 

The authors would like to thanks the Pontifical Catholic 



University  of  Parana  –  PUCPR  in  Brazil  and  the 

Luxembourg Institute of Science and Technology – LIST 

by financial and technical support. 

R

EFERENCES



 

[1]  M. Rudek, O. Canciglieri Jr., A. Jahnen and G. L. Bichinho, “CT 

Slice Retrieval by Shape Ellipses Descriptors for Skull Repairing”.  

IEEE  International  Conference  on  Image  Processing  ICIP  2013, 

pp. 761-764, 2013. 

[2]  H.  Li,  Z.  Xie,  S.  Ruan  and  H.  Wang,  “The  Measurement  and 

Analyses  of  Symmetry  Characteristic  of  Human  Skull  Based  on 

CT  images”.  Biomechanics  and  Vehicle  Safety  Engineering 

Centre,  Tianjin  University  of  Science  and  Technology,  Tianjin, 

China, vol. 26, n. 1, pp. 34-37, 2009. 

[3]  T.  Greboge,  M.  Rudek,  A.  Jahnen  and  O.  Canciglieri  Jr., 

“Improved  Engineering  Design  Strategy  Applied  to  Prosthesis 

Modelling”.  Product  Service  Engineering  in  a  Dynamic  World

1ed. Amsterdam: IOS Press, pp. 60-71. 2013. 

[4]  G.  C.  Mendes,  “Proposta  de  um  Método  para  Simulação  de 

Defeitos  em  Imagens  Tomográficas  Aplicado  na  Modelagem 

Geométrica e Confecção de Próteses Anatômicas de Crânio”. (in 

Portuguese), Scientific Research Seminar, PUCPR, 2014. 

[5]  ImageJ,  Open  Source  Software  Project,  Available  online  at 



Do'stlaringiz bilan baham:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   93


Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2017
ma'muriyatiga murojaat qiling