Cinematic volume rendering solutions for the advanced exploration of medical images

dc.contributor
Universitat Pompeu Fabra. Departament de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions
dc.contributor.author
Baseer, Irum
dc.date.accessioned
2024-07-26T10:12:45Z
dc.date.issued
2024-07-04
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/10803/691940
dc.description.abstract
Medical visualization, commonly used in clinical routine for exploring cardiac data, is based on traditional techniques including multiplanar reformations, maximum intensity projection, and volume rendering that rely on basic lighting models. Conversely, cinematic volume rendering (CVR), grounded in physically-based rendering, has the capacity to generate volumetric images with superior depth and shape perception. In clinical settings, several commercial stand-alone CVR software tools are available. Nevertheless, their prohibitive costs pose challenges for smaller institutions and individual researchers. Furthermore, these tools operate as ‘black-box’ systems and encounter installation obstacles. This thesis endeavors to tackle these challenges by implementing CVR solutions, encompassing both stand-alone and web-based approaches, collaboratively developed with clinical experts, thereby laying the groundwork for accessible CVR solutions. Additionally, the thesis undertook the most comprehensive benchmarking of CVR solutions in the literature, evaluating the advantages and limitations of five different software tools. The results obtained demonstrate the exceptional performance of the developed stand-alone CVR solution and the costeffective web-based alternative.
ca
dc.description.abstract
La visualización médica, comúnmente utilizada en la rutina clínica para explorar datos cardíacos, se basa en técnicas tradicionales que incluyen reformas multiplanares, proyección de máxima intensidad y representación de volumen que se basan en modelos de iluminación básicos. Por el contrario, la representación cinematográfica de volumen (CVR), basada en la representación física, tiene la capacidad de generar imágenes volumétricas con una percepción superior de profundidad y forma. En entornos clínicos, se encuentran disponibles varias herramientas comerciales de software CVR independientes. Sin embargo, sus costos prohibitivos plantean desafíos para las instituciones más pequeñas y los investigadores individuales. Además, estas herramientas funcionan como sistemas de "caja negra" y encuentran obstáculos en la instalación. Esta tesis se esfuerza por abordar estos desafíos mediante la implementación de soluciones CVR, que abarcan enfoques tanto independientes como basados en la web, desarrollados en colaboración con expertos clínicos, sentando así las bases para soluciones CVR accesibles. Además, la tesis llevó a cabo la evaluación comparativa más completa de soluciones CVR en la literatura, evaluando las ventajas y limitaciones de cinco herramientas de software diferentes. Los resultados obtenidos demuestran el rendimiento excepcional de la solución CVR independiente desarrollada y la alternativa rentable basada en web.
ca
dc.description.abstract
La visualització mèdica, que s'utilitza habitualment en la rutina clínica per explorar dades cardíaques, es basa en tècniques tradicionals que inclouen reformes multiplanars, projecció d'intensitat màxima i representació de volum que es basen en models d'il·luminació bàsics. Per contra, la renderització cinematogràfica de volum (CVR), basada en la renderització basada en la física, té la capacitat de generar imatges volumèriques amb una profunditat i una percepció de forma superiors. En entorns clínics, hi ha disponibles diverses eines comercials de programari CVR autònomes. No obstant això, els seus costos prohibitius plantegen reptes per a les institucions més petites i els investigadors individuals. A més, aquestes eines funcionen com a sistemes de "caixa negra" i es troben amb obstacles d'instal·lació. Aquesta tesi tracta d'afrontar aquests reptes mitjançant la implementació de solucions CVR, que abasten tant enfocaments autònoms com basats en web, desenvolupats en col·laboració amb experts clínics, establint així les bases per a solucions CVR accessibles. A més, la tesi va dur a terme el benchmarking més complet de solucions CVR de la literatura, avaluant els avantatges i limitacions de cinc eines de programari diferents. Els resultats obtinguts demostren el rendiment excepcional de la solució CVR autònoma desenvolupada i l'alternativa rendible basada en web.
ca
dc.format.extent
119 p.
ca
dc.language.iso
eng
ca
dc.publisher
Universitat Pompeu Fabra
dc.rights.license
L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
ca
dc.rights.uri
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
*
dc.source
TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
dc.subject
Cinematic volume rendering
ca
dc.subject
Open-source framework
ca
dc.subject
Photorealistic medical images
ca
dc.subject
Web-based solutions
ca
dc.subject
Benchmark of computational tools
ca
dc.subject
Cardiac anatomy
ca
dc.subject
Renderización volumétrica cinemática
ca
dc.subject
Marco de código abierto
ca
dc.subject
Imágenes médicas fotorrealistas
ca
dc.subject
Soluciones basadas en la web
ca
dc.subject
Evaluación de herramientas computacionales
ca
dc.subject
Anatomía cardíaca
ca
dc.subject
Renderització de volum cinematogràfic
ca
dc.subject
Marc de codi obert
ca
dc.subject
Imatges mèdiques fotorealistes
ca
dc.subject
Solucions basades en web
ca
dc.subject
Benchmark d'eines computacionals
ca
dc.subject
Anatomia cardíaca
ca
dc.title
Cinematic volume rendering solutions for the advanced exploration of medical images
ca
dc.type
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.subject.udc
62
ca
dc.contributor.authoremail
irum.baseer@upf.edu
ca
dc.contributor.director
Blat, Josep
dc.contributor.director
Camara Rey, Óscar
dc.embargo.terms
12 mesos
ca
dc.date.embargoEnd
2025-07-04T02:00:00Z
dc.rights.accessLevel
info:eu-repo/semantics/embargoedAccess
dc.description.degree
Programa de Doctorat en Tecnologies de la Informació i les Comunicacions


Documents

Aquest document conté fitxers embargats fins el dia 04-07-2025

Aquest element apareix en la col·lecció o col·leccions següent(s)