Algorithmen zur Randflächenapproximation von Volumenkörpern in Voxeldarstellung

Yifan Yu, Leibniz Universität Hannover, diploma thesis
02/2007

Volumenvisualisierung beschreibt Verfahren, dreidimensionale Volumenkörper, beispielsweise durch Voxeldaten beschrieben, in geeigneter Art und Weise auf einem Computerbildschirm sichtbar zu machen. Dadurch wird es möglich, abstrakten Datenmengen als dreidimensionalen Objekte, die die Daten beschreiben, in einer virtuellen Welt realistisch darzustellen. Dabei kann man anschaulich mit den Daten arbeiten: z.B. die Oberfläche bzw. eine Isofläche berechnen, nach benutzerdefinierten Werten segmentieren, lokale Teilgebiete genauer untersuchen usw. Das Thema findet in vielen wissenschaftlichen und technischen Bereichen Anwendung: Geowissenschaft, Astrophysik, Chemie, Mikroskopie, Maschinenbau, zerstörungsfreie Prüfung usw. In dieser Diplomarbeit wird die Anwendung im Bereich der Medizin betrachtet.

In dieser Diplomarbeit wird die Anwendung im Bereich der Medizin betrachtet. Medizinische Daten über Patienten bestehen aus Materialdichte, die z.B. durch CT (Computertomographie), MRT (Magnetresonanztomographie) o.ä. gewonnen werden, wobei das zu untersuchende Objekt von den Geräten in regelmäßigen Abständen gemessen wird. Volumenvisualisierungstechniken werden in der Regel in zwei Kategorien eingeteilt: direktes Volumenrendering sowie Rekonstruktion der Oberfläche. Thema dieser Diplomarbeit ist die Oberflächenrekonstruktion.

Es gibt zahlreiche Methoden für die Rekonstruktion einer Oberfläche. Sie haben jeweils Vorteile und Nachteile und eignen sich daher für verschiedene Aufgaben. In meiner Diplomarbeit habe ich drei verschiedenen Gruppen untersucht: Marching Cubes, Contour Lines und GDM (Geometrically Deformed Models). In dieser Arbeit wurden Verfahren aus den ersten beiden Kategorien implementiert und auf medizinische Daten angewendet, um zu analysieren und zu vergleichen, wie gut sie in verschiedener Hinsicht geeignet sind.

Kontakt: Karl-Ingo Friese