УДК 004.932:616-073.756.8 

ВОКСЕЛНИЙ РЕНДЕРІНГ ТРИВИМІРНИХ МОДЕЛЕЙ НОВОУТВОРЕНЬ

Алхімова С.М., Мартіросян Е.О.
Національний технічний університет України «Київський Політехнічний Інститут»  Міжуніверситетський медико-інженерний факультет

Сучасний стан інформаційних технологій в медицині забезпечує надійну підтримку для діагностики та лікування онкохворих. Тенденція до проведення органозбережуючих операцій при видаленні пухлин змушує більше уваги приділяти етапу доопераційного планування. Побудова тривимірних моделей тканин новоутворення є вагомою складовою цього етапу та дозволяє не тільки візуально оцінювати структуру пухлин, але й проводити моделювання ходу майбутньої операції з урахуванням багатьох технічних і анатомічних особливостей планування.
Метою даної доповіді є розгляд вокселного рендерінгу як інструменту для тривимірного моделювання новоутворень на прикладі створення тривимірної моделі ювенільної ангіофіброми основи черепа (ЮАОЧ) людини.
Отримані за допомогою томографічних методів візуалізації дані дозволяють побудову тривимірних моделей за двома головними напрямками: поверхневий та вокселний рендерінги. Основна перевага вокселного рендерінгу в порівнянні з поверхневим полягає в тому, що використовується вся інформація початкових томографічних зображень для рендерінгу тривимірних поверхонь, розрізів або прозорих і напівпрозорих об’ємів. При цьому значно збільшується час побудови тривимірної моделі, але сучасні методи оптимізації разом з потужними комп’ютерами дозволяють виконувати вокселний рендерінг тривимірних моделей пухлин у прийнятний час [1].
Поєднання клітинного, фіброзного та судинного компонентів ЮАОЧ надзвичайно різне і може відрізнятися навіть в межах однієї пухлини, що спричиняє неточність визначення тканинних масок на оригінальних томографічних зрізах за допомогою поширених методів обробки медичних зображень. Розроблений підхід, який ґрунтується на використанні зрізів з контрастним посиленням тканини для проведення сегментації зображень ЮАОЧ [2], дозволяє отримати маски сегментів пухлини. Це дає змогу проведення вокселного рендерінгу тривимірної моделі, що характеризує тканини ЮАОЧ. Додатковою цінністю розробленого підходу є можливість використання отримуваних судинних масок для побудови тривимірної моделі,  характеризує судинний компонент пухлини. Проведення розрізів подібної моделі під довільним кутом, що можливе при проведенні вокселного рендерінгу, надає інформацію щодо зон васкуляризації ЮАОЧ. 
Таким чином, при проведенні вокселного рендерінгу виявлення тривимірних анатомічних закономірностей для кожного хворого на ЮАОЧ не тільки дозволяє визначати оптимальну техніку виконання операційного втручання, але й оцінювати можливість виникнення масивної кровоточивості тканин під час оперативного втручання, що, в свою чергу, дозволяє приймати рішення щодо проведення методів попередження інтраопераційної крововтрати.

Перелік посилань:
1. Бурых, М. П. Воксельное анатомическое моделирование внутренних органов человека / М.П. Бурых, Р.С. Ворощук // Клінічна анатомія та оперативна хірургія. – 2006. – Том 5. – №4. – С.115-118.
2. Aлхімова, С. М. Використання зрізів з контрастним посиленням тканин при сегментації КТ-зображень пухлин / С.М. Aлхімова // Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте ‘2010 : Сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции. – Одесса, 2010. – Т. 4. – С. 16-20.