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Diese Arbeit beschreibt einen Ansatz zur webbasierten und GPU-unterstützten medizinischen Visualisierung. Der Schwerpunkt liegt auf der client-seitigen Ausführung von direktem Volumen-Rendering mittels WebGL und der Übertragung von medizinischen Datensätzen von Server zu Client. Die Motivation dieser Arbeit liegt vor allem in den neuesten Entwicklungen von Webtechnologien begründet, da es bisher nicht möglich war hardwarebeschleunigte 3D-Grafik direkt im Webbrowser darzustellen. Erst seit der Entwicklung der 3D-Grafik-Programmierschnittstelle WebGL besteht die Möglichkeit GPU-unterstütztes Volumenrendering im Browser-Kontext ohne den Einsatz zusätzlicher Software zu realisieren. Es wird ein webbasiertes Volumenrendering-System vorgestellt, das die Umsetzung von Volumen-Raycasting mit WebGL zur direkten Darstellung von Volumendaten in Echtzeit behandelt. Für die technische Umsetzung wurden das Google Web Toolkit und die Google App Engine als Infrastruktur verwendet.
Die Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI) ist eine Technik aus der Magnet-Resonanz-Bildgebung (MRI) und basiert auf der Brownschen Molekularbewegung (Diffusion) der Wassermoleküle im menschlichen Gewebe. Speziell im inhomogenen Hirngewebe ist die Beweglichkeit der Moleküle stark eingeschränkt. Hier hindern die Zellmembranen der langgestreckten Axone die Diffusion entlang nicht-paralleler Richtungen. Besonderen Wert hat die Diffusions-Tensor-Bildgebung in der Neurochirugie bei der Intervention und Planung von Operationen. Basierend auf den mehrdimensionalen DTI-Tensor-Datensätzen kann für den jeweiligen Voxel das Diffsusionsverhalten abgeleitet werden. Der größte Eigenvektor des Tensors bestimmt dabei die Hauptrichtung der Diffusion und somit die Orientierung der entsprechenden Nervenfasern. Ziel der Studienarbeit ist die Erstellung einer Beispielapplikation zur Visualisierung von DTI-Daten mit Hilfe der Grafikhardware. Dazu werden zunächst die relevanten Informationen für die Erzeugung von geometrischen Repräsentationen (Streamlines, Tubes, Glyphen, Cluster...) aus den Eingabedaten berechnet. Für die interaktive Visualisierung sollen die Möglichkeiten moderner Grafikhardware, insbesondere Geometryshader ausgenutzt werden. Die erzeugten Repräsentationen sollen nach Möglichkeit in ein DVR (Cascada) integriert werden. Für die Arbeit wird eine eigene Applikation entwickelt, die bestehende Bausteine (Volumenrepräsentation, Volumenrendering, Shadersystem) aus Cascada analysiert und integriert.
