Utilisation de CINEMA 4D pour visualiser les structures subtiles de la rétine humaine

«CINEMA 4D a été choisi en raison de son interface véritablement intuitive, de son immense polyvalence, de son personnel de support compétent, de sa vitesse et de sa qualité supérieure de rendu».

Dr. Carl Glittenberg

La rétine humaine est un organe avec une structure et des fonctions complexes. Elle est également susceptible d'être affectée par de nombreuses maladies différentes qui peuvent conduire à un affaiblissement grave de la vision et même à la cécité. Il est souvent très difficile d'évaluer ces maladies en utilisant les photo-microscopes traditionnels et les appareils photo-rétiniens.

Néanmoins ces dernières années, un nouveau genre de technologie a émergé et s'avère de grande valeur aux ophtalmologues dans leur évaluation et leur recherche dans les maladies rétiniennes. Cette technologie s'appelle la tomographie par cohérence optique (OCT). Cette technologie permet à des ophtalmologues d'acquérir des images en coupe de la rétine de patients vivants.

L'acquisition est complètement indolore et ne nuit nullement au patient. Avec le développement récent de la technologie OCT au domaine spectral OCT. Il est désormais possible d'acquérir des centaines de ces images en seulement quelques secondes, ce qui permet de recréer des piles tridimensionnelles en volume du secteur de la rétine qui a été balayé. Ce volume est alors visualisé en utilisant divers moteurs de rendu 3D. Le problème rencontré par chacun des moteurs commerciaux et non-commerciaux est qu'ils sont tous techniquement conçus sur le mode ray-casting à la différence des systèmes en mode ray-tracing (lancer de rayons). Ce choix s'explique par le fait que la technologie ray-casting, sensiblement plus rapide, peut être employée dans un système temps-réel. L'inconvénient du système ray-casting étant qu'il ne produit aucun vrai ombrage, ce qui signifie que les reconstructions n'ont aucun contraste.

C'est pourquoi nous avons décidé d'essayer CINEMA 4D qui grâce à ses algorithmes très rapides et fiables de lancer de rayons est en mesure de calculer correctement les ombres d'intra-spécimen. CINEMA 4D a été choisi en raison de son interface vraiment intuitive, de son immense polyvalence, de son personnel de support compétent et, outre cours, de sa vitesse et de sa qualité supérieure de rendu. L'utilisation de CINEMA 4D dans ce projet nous a permis d'augmenter de manière significative la quantité d'informations que nous pouvions obtenir à partir des données OCT. Ceci a notamment permis une meilleure compréhension des pathologies rétiniennes et a débouché sur l'élaboration d'un protocole de surveillance de leur traitement. L'institut Ludwig Boltzmann a remporté de nombreuses récompenses grâce à cette recherche et a publié plusieurs articles sur le sujet.

Schéma 1 : Rétine saine. Les deux images en haut illustrent des reconstructions créées avec CINEMA 4D. L'image inférieure gauche montre un exemple des données en coupe d'un patient acquis avec l'OCT Cirrus Meditec HD-OCT Carl Zeiss.

Schéma 2 : Membranes sur la rétine. Ces deux images illustrent la différence de rendu obtenue par l'utilisation du système en lancer de rayons CINEMA 4D lors de l'évaluation des données. L'image supérieure montre l'ensemble de données via la technique lancer de rayons. L'image inférieure montre le même ensemble de données sans la technique de lancer de rayons. Les structures et les membranes autour de la rétine sont sensiblement plus claires dans l'image supérieure. L'image inférieure simule ce à quoi ressembleraient les données de ce même patient via les systèmes conventionnels de visualisation.

Schéma 3 : Trou maculaire. Ces images montrent un type de maladie qui se présentent comme un trou au milieu de la rétine. L'image en lancer de rayons en haut à gauche montre combien les détails sont plus fins comparée à l'image conventionnelle à droite.

Schéma 4 : Trou maculaire. Ces images montrent le même trou maculaire que le schéma 3. Dans ce cas, nous avons créé une reconstruction en lancer «d'une carte d'épaisseur rétinienne ». Elle montre l'épaisseur relative de la rétine dans différents secteurs. Ceci peut nous fournir des informations supplémentaires quant à l'état de la rétine.

Les données ont été acquises avec l'OCT Cirrus Meditec HD-OCT Carl Zeiss

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http://www.lbg.ac.at/de/life-sciences/2008/03/17/lbi-fuer-retinologie-und-biomikroskopische-laserchirurgie