Strahlenbasierte Algorithmen für die medizinische Visualisierung vielfacher volumetrischer Datensätze

Abstract

Das Problem der gleichzeitigen Echtzeitdarstellung mehrerer volumetrischer Datensätze und deren automatischer Anpassung an reale Sachverhalte (zum Beispiel aus der Medizin/Radiologie) war bisher ungelöst. Seit der Entwicklung multimodaler und mehrdimensionaler bildgebender Verfahren in der Medizin und anderen Disziplinen wäre diese aber notwendig. Moderne PC Hardware ermöglicht nun eine effiziente und kostengünstige Umsetzung neuartiger Algorithmen, die dieses Problem für den allgemeinen Fall lösen und bisher nicht mögliche Anwendungen der direkten Volumsdarstellung erlauben. Die Ausnutzung aller Komponenten eines PC Systems, einschließlich der Grafikkarte (GPU) als leistungsfähigen Coprozessor, ist mittlerweile in der angewandten Informatik üblich. Die unterschiedlichen Speicher- und Prozessorarchitekturen machen allerdings Anpassungen bekannter und die Entwicklung vollkommen neuartiger und parallelisierbarer Algorithmen notwendig. Diese Arbeit zeigt, wie GPU-Algorithmen so effizient entwickelt werden können, dass zeitkritische Darstellungsaufgaben sogar mit garantierten Bilderzeugungsraten ermöglicht werden und positionskritische Aufgaben mit höchstmöglicher Genauigkeit durchgeführt werden können.