La visualisation tridimensionnelle d'images médicales à l'aide de la tessellation maternelle des processeurs graphiques : Accélération du calcul de rendu et optimisation du stockage

Abstract

De nos jours, La visualisation médicale 3D interactive occupe une place de plus en plus importante dans de nombreuses nouvelles techniques médicales importantes telles que la simulation chirurgicale, la chirurgie et certaines thérapies guidées par image et l'endoscopie virtuelle. Cependant, le volume des données médicales qui provient des matériels actuels devient de plus en plus important. La reconstruction d’un maillage 3D à partir de ce volume, génère un nombre très important de polygones. Par conséquent, le rendu 3D de ce maillage avec les ordinateurs domestiques ne peut pas satisfaire les exigences de la visualisation 3D, en termes de qualité et d’interactivité. Seules les stations spécifiques – et couteuses - peuvent satisfaire ces exigences. Au cours de ce travail, nous nous sommes intéressés à développer des algorithmes permettant d’optimiser le temps d’exécution et l’occupation mémoire de telles applications, et notamment celles qui nécessitent une interactivité avec l’utilisateur (zoom, rotation 3D etc…). Notre but est d’implémenter des algorithmes sur les ordinateurs domestiques équipés par une carte graphique récente. Notre approche de reconstruction 3D de l’anatomie humaine, à partir d’un volume des données médicales, est basée sur la création d’un maillage basse résolution. Ce maillage de base est obtenu à l’aide de l’algorithme de Marching Cubes. Les petits reliefs perdus lors de la reconstruction du maillage de base sont calculés à partir des informations que nous avons dans les images médicales 2D. Ces reliefs sont représentés sous forme de vecteurs 2D, ce qui permet d’avoir une optimisation très importante au niveau de stockage de ce maillage 3D. Les détails de chaque polygone du maillage de base sont calculés d’une manière indépendante, cela nous facilite la génération automatique de la carte du déplacement pour ce maillage. L’utilisation de cette carte de déplacement avec les GPU récents permet d’accélérer les calculs du rendu et d’avoir une visualisation en temps réel.