Utilizzare CINEMA 4D per Visualizzare la Sottile Struttura della Retina Umana

"CINEMA 4D è stato scelto grazie alla sua interfaccia intuitiva, per l'immensa versatilità, per lo staff di supporto competente e, naturalmente, per la sua qualità e velocità del rendering."

Dr. Carl Glittenberg

  La retina umana è un organo con una complessa struttura e dalle funzioni intricate. E' inoltre sensibile a molte malattie che possono portare gravi danni e perfino alla cecità. Queste malattie sono spesso difficili da valutare utilizzando i convenzionali microscopi e le camere retinali.

Negli ultimi anni è emersa una nuova tecnologia che permette una buona valutazione da parte degli oftalmologi nell' ambito della ricerca delle malattie della retina. Questa tecnologia è chiamata Optical Coherence Tomography (OCT). Essa permette agli oftalmologi di acquisire immagini trasversali della retina dei loro pazienti.

L'acquisizione è completamente indolore e in nessun modo nuoce al paziente. Con un ulteriore sviluppo della tecnologia OCT , il cosiddetto Spectral Domain OCT, è ora possibile acquisire centinaia di immagini in pochi secondi, le quali rendono possibile ricreare immagini tridimensionali dell'area della retina che è stata esplorata. Questo volume viene visualizzato utilizzando vari motori di rendering 3D. Il problema di tutti questi motori di rendering era che avevano un sistema ray-casting e non ray-tracing. Ciò viene effettuato perché il ray casting è molto più veloce e può essere utilizzato in un sistema in tempo reale. Il lato negativo del sistema ray-cast è che non produce un'ombreggiatura reale, il che significa che le ricostruzioni non hanno alcun contrasto.

Ecco il motivo per cui abbiamo deciso di provare l'algoritmo veloce e procedurale Ray-Tracing di CINEMA 4D per calcolare correttamente le ombre. CINEMA 4D è stato scelto grazie alla sua interfaccia intuitiva, l'immensa versatilità, lo staff di supporto competente e, naturalmente, la sua qualità e la velocità del rendering. L'uso di CINEMA 4D in questo progetto ha reso possibile aumentare il numero delle informazioni che avevamo dai dati OCT, i quali possono condurre ad una comprensione migliore delle patologie della retina, così come il metodo di monitoraggio del loro trattamento. L'istituto Ludwig Boltzmann ha vinto numerosi premi con questa ricerca e ha pubblicato diversi articoli su quest'argomento.

Figura 1: Retina Sana. Le due immagini in alto mostrano la ricostruzione creata con CINEMA 4D. L'immagine in basso a sinistra mostra un esempio dei dati trasversali acquisiti con il Carl Zeiss Meditec Cirrus HD-OCT.

Figura 2: Membrana della Retina. Queste due immagini mostrano la differenza che il sistema ray-tracing di CINEMA 4D ottiene quando valuta i dati. L'immagine sopra mostra i dati impostati con il ray-tracing. Quella bassa mostra gli stessi dati senza il ray-tracing. Le strutture e le membrane attorno alla retina sono significativamente più chiare nell'immagine superiore. L'immagine inferiore mostra una simulazione di come questi dati dei pazienti sarebbero se rappresentati con un convezionale sistema di visualizzazione.

Figura 3: Foro maculare. Queste immagini mostrano un tipo di malattia che si presenta come un foro al centro della retina. L'immagine ray-traced in alto a sinistra mostra i dettagli molto più chiaramente rispetto all'immagine non-ray-traced posizionata sulla destra.

Figura 4: Foro maculare. Queste immagini mostrano lo stesso foro della figura 3. In questo esempio abbiamo creato una ricostruzione ray-traced della "mappa di spessore retina". Essa mostra il relativo spessore della retina in diverse aree. Ciò ci fornisce ulteriori informazioni riguardanti le condizioni della retina.

I dati sono stati acquisiti utilizzando il Carl Zeiss Meditec Cirrus HD-OCT.

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