Visuelles und haptisches Volumenrendering von medizinischen Bilddaten in Virtual Reality-Simulationen

Virtual-Reality Simulationen konnten sich in der chirurgischen Ausbildung etablieren, wobei die angebotenen Systeme von einfachen Trainingssimulatoren bis hin zu komplexen Chirurgiesimulatoren reichen. Diese Simulationen sind oft sehr überzeugend, häufig steckt allerdings ein großer Aufwand in der Aufbereitung von Trainingsfällen und der Generierung von Falldatenbanken. Die Herausforderung besteht hier also in der Vereinfachung der Generierung der Trainingsdatenbank. Eingangsdaten für die Trainingsdatenbank sind Tomographiedaten der Patienten, die als Volumendaten vorliegen. Mit dieser Motivation werden Volumenrendering-Methoden sowie Simulationsverfahren auf Volumendaten zur Verwendung in chirurgischen Trainingssimulatoren entwickelt und präsentiert. Die entwickelten Renderingverfahren betreffen sowohl visuelles als auch haptisches Rendering, da letzteres in endoskopischen Simulationen zur Vermittlung von chirurgischen Handfertigkeiten besonders wichtig ist. Die Trainingssimulatoren unterscheiden sich hierbei darin von anderen Trainingssystemen, dass die zu untersuchenden anatomischen Strukturen nicht exemplarisch modelliert werden sondern direkt aus Tomographiedaten rekonstruiert sind. Zur Evaluation der entwickelten Verfahren zum visuellen und haptischen Volumenrendering wurden Beispielanwendungen für die HNO-Medizin entwickelt.