Visuelle Komprimierung und Rekonstruktion von patientenspezifischen 3D-Gefäßmodellen zur Anwendung in Simulationsmethoden

Ziel des Projekts ist eine Methode zur Generierung einfacher Geometrien von Gefäßmodellen, die nur wesentliche Informationen beinhaltet, die zur späteren Rekonstruktion von vereinfachten Simulationsmodellen für die Finite-Elemente- und CFD-Methode genutzt werden können.

Der Fokus hierbei liegt auf der Geometriekomprimierung und -rekonstruktion der Gefäßinnenwand mit Hilfe von parametrisierten NURBS. Durch die NURBS wird die Mittellinie des Gefäßes repräsentiert. Weitere wichtige Kenngrößen (wie z.B. der Gefäßdurchmesser, die Krümmung des Gefäßes und auch die Gefäßdicke) werden parametrisiert an den einzelnen Stützstellen der NURBS abgespeichert. Auf diese Weise wird die Geometrie auf das Wesentlichste reduziert, enthält aber die wichtigsten Informationen um daraus in einem Rekonstruktionsprozess die benötigte 3D-Geometrie des Gefäßmodelles wieder zu erlangen. Diese Geometrie kann im Folgenden für die verschiedensten Softwaresysteme genutzt werden um entsprechende Simulationen durchzuführen. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, die Parameter beliebig zu variieren um somit auch neue realitätsnahe Gefäßmodelle für Vergleichssimulationen zu generieren.

26069_ Visual compression and reconstruction of patient-specific 3D vascular models for use in simulation methods

The aim of the project is to develop a method for generating simple geometries of vessel models that contain only essential information that can be used for the subsequent reconstruction of simplified simulation models for the finite element and CFD methods.

The focus here is on the geometry compression and reconstruction of the inner vessel wall with the help of parameterized NURBS. The centerline of the vessel is represented by the NURBS. Other important parameters (such as the vessel diameter, the curvature of the vessel and also the vessel thickness) are stored parameterized at the individual support points of the NURBS. In this way, the geometry is reduced to the essentials, but contains the most important information for recovering the required 3D geometry of the vessel model in a reconstruction process. This geometry can then be used for a wide variety of software systems to carry out corresponding simulations. Furthermore, it is possible to vary the parameters as required in order to generate new realistic vessel models for comparative simulations.