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Die Positionierung des B-FMT der Vibrant Bonebridge kann aufgrund der anatomischen Verhältnisse des Mastoids und der Größe des Aktuators ohne eine vorherige Beurteilung der individuellen Computertomographie (CT) des Felsenbeins problematisch sein. Die Entwicklung eines einfach zu bedienenden Viewers, welcher eine Positionierung des B-FMT im Felsenbeinmodell ermöglicht und hier auf individuelle potenzielle anatomische Konflikte hinweist sowie Lösungsmöglichkeiten anbietet, kann ein hilfreiches Werkzeug zur präoperativen Positionierung sein.
Ziel der Arbeit war die Definition von Anforderungen und die Anfertigung eines Prototyps eines Vibrant-Bonebridge-Viewers.
Auf der Basis einer ZIBAmira-Software-Version und der Inklusion eines B-FMT-Modells unter Erstellung eines Felsenbeinmodells, welches die intuitive Beurteilung von Konflikten ermöglicht, erfolgte die Erstellung des Prototyps eines Vibrant-Bonebridge-Viewers.Ergebnisse. Die Segmentierungszeit der individuellen DICOM-Daten („digital imaging and communications in medicine“) beträgt etwa 5 min. Eine Positionierung im individuellen 3-D-Felsenbeinmodell ermöglicht die quantitative und qualitative Beurteilung von Konflikten (Sinus sigmoideus, mittlere Schädelgrube) und das Aufsuchen einer bevorzugten Position. Das Anheben des B-FMT mittels virtueller Unterlegscheiben kann simuliert werden.
Der erstellte Vibrant-Bonebridge-Viewer ermöglicht verlässlich eine Simulation der B-FMT-Positionierung. Die klinische Anwendbarkeit muss evaluiert werden.
We propose a novel GPU-based approach to render virtual X-ray projections of deformable tetrahedral meshes. These meshes represent the shape and the internal density distribution of a particular anatomical structure and are derived from statistical shape and intensity models (SSIMs). We apply our method to improve the geometric reconstruction of 3D anatomy (e.g.\ pelvic bone) from 2D X-ray images. For that purpose, shape and density of a tetrahedral mesh are varied and virtual X-ray projections are generated within an optimization process until the similarity between the computed virtual X-ray and the respective anatomy depicted in a given clinical X-ray is maximized. The OpenGL implementation presented in this work deforms and projects tetrahedral meshes of high resolution (200.000+ tetrahedra) at interactive rates. It generates virtual X-rays that accurately depict the density distribution of an anatomy of interest. Compared to existing methods that accumulate X-ray attenuation in deformable meshes, our novel approach significantly boosts the deformation/projection performance. The proposed projection algorithm scales better with respect to mesh resolution and complexity of the density distribution, and the combined deformation and projection on the GPU scales better with respect to the number of deformation parameters. The gain in performance allows for a larger number of cycles in the optimization process. Consequently, it reduces the risk of being stuck in a local optimum. We believe that our approach contributes in orthopedic surgery, where 3D anatomy information needs to be extracted from 2D X-rays to support surgeons in better planning joint replacements.