Кинематографический рендеринг
Компания Siemens Healthineers усовершенствовала кинематографический рендеринг как технологию объемного рендеринга . Кинематографический рендеринг — это метод обработки изображений, применяемый в медицинской диагностике для создания трехмерных фотореалистичных изображений данных поперечного сечения, таких как компьютерная томография или магнитно-резонансная томография (МРТ). В 2017 году Клаус Энгель, Франц Фельнер и Роберт Шнайдер были номинированы на премию German Future Prize за междисциплинарное сотрудничество в области кинематографического рендеринга.
Технология
[ редактировать ]На основе объемного Монте-Карло алгоритма трассировки пути кинематографический рендеринг отслеживает от сотен до тысяч световых путей на пиксель с помощью данных, сгенерированных виртуальной камерой. Входной свет усредняется по этому пути и передается из изображений с расширенным динамическим диапазоном обратно на датчик виртуальной камеры. Затем рассеяние, поглощение и излучение моделируются вдоль оптических путей посредством взаимодействия между светом и объемными данными, в результате чего получаются яркие, реалистичные анатомические изображения с таким же качеством изображения, как и последовательности компьютерной графики, используемые в киноиндустрии.
Медицинские приложения
[ редактировать ]Кинематографическая визуализация, одобренная для использования в медицинской сфере, применяется в ряде различных областей, включая радиологию (для дополнения имеющихся изображений поперечного сечения), хирургию (для планирования предоперационных процедур, таких как челюстно-лицевая хирургия, травматологическая хирургия и ортопедия). ), а также сердечно-сосудистая хирургия и интервенционная радиология. Систему также можно использовать в разных дисциплинах, например, для обучения последипломного медицинского персонала, а также для поддержки обучения пациентов и междисциплинарных клинических совещаний (например, консилиумов по опухолям).
Приложения в медицинском образовании
[ редактировать ]Технология кинематографического рендеринга в настоящее время применяется как виртуальный метод обучения в специализированных учреждениях, учреждениях и центрах при преподавании предмета анатомии. [1] как студентам-медикам, так и представителям других медицинских профессий, например, на медицинском факультете JKU [2] в Университете Иоганна Кеплера в Линце , а также для программ последипломного образования в клинических областях, а также для профессий фельдшеров.
Журнальные статьи
[ редактировать ]- Эйд, М. и др.: Название: Кинематографический рендеринг в компьютерной томографии: новая реалистичная техника 3D-визуализации. Американский журнал рентгенологии, 2017, 209, doi:10.2214/AJR.17.17850, Цитирование: «Цель этой статьи — представить обзор кинематографического рендеринга, иллюстрируя его потенциальные преимущества и приложения. Заключение: объемная реконструкция, получение 3D визуализация из исходных наборов данных КТ все чаще используется врачами и медицинскими преподавателями в различных клинических и образовательных сценариях. Кинематографический рендеринг — это новый алгоритм 3D-рендеринга, который имитирует распространение и взаимодействие световых лучей при их прохождении через объемные данные, демонстрируя более фотореалистичные изображения. представление 3D-изображений, чем при стандартной объемной визуализации..." [3]
- Ли, К. и др.: Ценность кинематографической визуализации на основе данных объемной компьютерной томографии при оценке взаимосвязи между глубокими саркомами мягких тканей конечностей и прилегающими крупными сосудами: предварительное исследование. Журнал компьютерной томографии, 2019, 43, doi:10.1097/RCT.0000000000000852, Цитата: «Аннотация: Цель: Целью исследования было оценить ценность кинематографического рендеринга (CR) на основе данных объемной компьютерной томографии при оценке взаимосвязи между глубокими саркомами мягких тканей (СТМ) конечностей и прилежащими магистральными сосудами..." [4]
- Мозер, С.Э.: Кинематографический рендеринг: Body Cinema для онкологического совета. Deutsches Ärzteblatt, 2017, 114, 35–36, Цитирование на немецком языке: «...Кинематографический рендеринг: технологический фон. Кинематографический рендеринг (например, немецкий: синтез кинематографического изображения) описывает процесс трехмерной визуализации. киноиндустрия, где, среди прочего, она реалистично интегрирует цифровых анимированных персонажей в сцены фильмов, изображенные людьми - например, «Горлум» в «Властелине колец». Программное обеспечение для кинематографического рендеринга рассчитывает трехмерные структуры на основе обычных 2D CT. или данные MRT-DICOM..." [5]
- Биндер Дж. и др.: Кинематографический рендеринг в анатомии: перекрестное исследование, сравнивающее новую технику трехмерной реконструкции с традиционной компьютерной томографией. Anatomical Sciences Education, 2021, 14, doi:10.1002/ase.1989, Цитирование: «Аннотация: Интеграция медицинской визуализации в курсы доклинической анатомии уже проводится во многих медицинских школах. Однако интерпретация двумерных изображений в оттенках серого затруднена. а традиционные методы объемного рендеринга предоставляют только изображения ограниченного качества. В этом отношении более фотореалистичная визуализация, обеспечиваемая кинематографическим рендерингом (CR), может быть более подходящей для анатомического образования. [6]
- Нидермайр Дж. и др.: О дополнительных преимуществах виртуальной анатомии для навыков вскрытия. Anatomical Sciences Education, 2023, 16, doi:10.1002/ase.2234, Цитата: «Технологические подходы, использующие трехмерную визуализацию для интеграции виртуальной анатомии, все чаще используются для предоставления студентам-медикам современного обучения. Это неясно. на сегодняшний день, в какой степени виртуальная анатомия может помочь заменить курс диссекции. Студенты-медики Университета Иоганна Кеплера посещают как курс диссекции, так и виртуальную анатомию. Этот курс виртуальной анатомии основан на кинематографической визуализации и радиологических изображениях и преподает анатомию и патологию. . [7]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Университет Иоганна Кеплера в Линце. «виртуальное морфологическое образование» . Университет Иоганна Кеплера в Линце . Проверено 20 марта 2024 г.
- ^ «Медицинский факультет Университета Иоганна Кеплера в Линце» . Медицинский факультет Университета Иоганна Кеплера в Линце . Проверено 22 марта 2024 г.
- ^ Ид, Марвен; Де Чекко, Чарльз Н.; Нэнс-младший, Джон В.; Карузо, Дамиано; Альбрехт, Мориц Х; Спандорфер, Адам Дж; Де Сантис, Доменико; Варга-Сземес, Акос; Шепф, У Йозеф (15 мая 2017 г.). «Кинематографический рендеринг в компьютерной томографии: новая реалистичная техника 3D-визуализации» . Американский журнал рентгенологии . 209 (2): 370–379. дои : 10.2214/JR.17.17850 . ПМИД 28504564 . Получено 2 марта 2024 г.
- ^ Кун, Ли; Жуйин, Ян; Ма, Хуан; Чжан, Да-Фу; Дин, Иньин; Ли, Чжэнь-Хуэй (15 января 2019 г.). «Ценность кинематографической визуализации данных объемной компьютерной томографии в оценке взаимосвязи между глубокими саркомами мягких тканей конечностей и прилегающими крупными сосудами: предварительное исследование» . Журнал компьютерной томографии . 43 (3): 386–391. doi : 10.1097/RCT.0000000000000852 . ПМК 6530969 . ПМИД 30920424 . Проверено 24 марта 2024 г.
- ^ Мозер, Сюзанна Элизабет (04 сентября 2017 г.). «Кинематографический рендеринг: телесное кино для онкологического совета» . Немецкий медицинский журнал (на немецком языке). 114 :35–36 . Проверено 24 марта 2024 г.
- ^ Биндер, Йоханнес С.; Шольц, Майкл; Эллманн, Степан; Удер, Майкл; Грютцманн, Роберт; Вебер, Георг Ф.; Крауц, Кристиан (2 июня 2020 г.). «Кинематографический рендеринг в анатомии: перекрестное исследование, сравнивающее новую технику трехмерной реконструкции с традиционной компьютерной томографией» . Образование в области анатомических наук . 14 (3): 22–32. дои : 10.1002/ase.1989 . eISSN 1935-9780 . ISSN 1935-9772 . Проверено 24 марта 2024 г.
- ^ Нидермайр, Джулиан Ф.; Антипова, Вероника; Манхал, Симона; Сивец, Мартин; Виммер-Рёлль, Моника; Хаммер, Нильс; Фельнер, Франц А. (23 ноября 2022 г.). «О дополнительных преимуществах виртуальной анатомии для навыков вскрытия» . Образование в области анатомических наук . 16 (3): 439–451. дои : 10.1002/ase.2234 . eISSN 1935-9780 . ISSN 1935-9772 . ПМИД 36453060 . Проверено 24 марта 2024 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Премия German Future Prize 2017 – Команда 1
- Ars Electronica Futurelab: Кинематографическая анатомия x Глубокий космос