Трехмерная цифровая медицина и биология

Краткое описание

Эта работа направлена на разработку эффективных алгоритмов визуализации медицинских данных. В рамках этого проекта уже реализованы некоторые алгоритмы и методы, которые были включены в разрабатываемую среду для визуализации медицинских данных. Наша реализация обеспечивает несколько методов визуализации, таких как прямой объёмный рендеринг с тенями, использующий одномерную и двумерную-передаточные функции,визуализация с помощью нескольких полупрозрачных дискретных изо-поверхностей, MIP, MIDA, и т.д. В нашей GPU-реализации прямого объемного рендеринга (DVR) мы используем несколько подходов для улучшения качества и производительности рендеринга. Мы используем такие оптимизационные стратегии, как раннее завершение луча и пропуск пустых областей. Мы используем случайную стартовую позицию луча и дальнейшее накопление кадров, чтобы уменьшить артефакты визуализации. Качество рендеринга может быть также улучшено с помощью трикубической фильтрации. Среда визуализации способна отображать до 3 наборов данных вместе, в одном пространстве. Каждый набор данных в этой мультиобъемном рендеринге может быть размером до 512x512x512 16-бит и может иметь свою собственную систему координат в мировом пространстве. Одновременная визуализация выполняется в реальном времени на NVIDIA GeForce GTS 250. В дополнение к ограничивающему параллелепипеду пользователь может использовать ограничивающую сетку для более точного подбора желаемого региона. Эта способность отсечения также используется для пропуска пустых областей, улучшая производительность рендеринга. Среда визуализации также поддерживает 4 различных стереоскопических режима.

Коллектив

Руководитель проекта

Турлапов Вадим Евгеньевич, д.т.н., профессор каф. МО ЭВМ ВМК ННГУ

Участники проекта

• Гаврилов Николай Игоревич, к.т.н., м.н.с. НИЛ каф. МО ЭВМ ННГУ
• Сапрыкин Владимир Александрович, инженер НИЛ каф. МО ЭВМ ННГУ
• Белокаменская Александра Александровна, аспирант каф. МО ЭВМ ННГУ
• Носова Светлана Александровна, аспирант каф. МО ЭВМ ННГУ
• Бобышева Татьяна Сергеевна, м.н.с. НИЛ научно-технической визуализации и моделирования
• Новожилов Михаил Михайлович, студент 5 курса ВМК ННГУ

Избранные публикации

• Турлапов В.Е., Сапрыкин В.А., Гаврилов Н.И. Проблема больших данных в развитии национальной медицины и здравоохранения Конференция «Большие данные в национальной экономике», 22 октября 2013, Москва, ЦВК «Экспоцентр». — 7 С.
• Гаврилов Н.И., Турлапов В.Е. Подходы к оптимизации GPU-алгоритма volume raycasting для применения в составе виртуального анатомического стола. Научная визуализация. -2012. -Кв.2. Т.4. -№2. С.21-56
• Гаврилов Н.И., Турлапов В.Е., Патрушев И.В., Семьянов А.В. Локальное численное исследование морфологии 3d реконструкций биологических объектов в величинах SVR — отношения площади к объему. Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2012, № 5(2). 15с.
• Гаврилов Н.И., Турлапов В.Е. Оценка качества визуализации медицинских и научных данных в величинах отношения пикового сигнала к шуму. Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2012, № 5(2). 18с
• Турлапов В.Е., Белокаменская А.А., Сапрыкин В.П., Гергель В.П. Принципы организации и архитектура информационной телемедицинской системы нового поколения. Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2012, № 5(2). 10с