zur Startseite

Bachelorarbeit

Extraktion anatomischer Strukturen und Darstellung durch NURBS
Bearbeiter Jan Kusterer
Betreuer M.Sc. Benjamin Maier
Prüfer Prof. Dr. rer. nat. habil. Miriam Mehl
Ende2019/05/15
Beschreibung

Extraktion anatomischer Strukturen und Darstellung durch NURBS
Anatomical Shape Extraction and NURBS Fitting
Im Laufe der Evolution wurde die Form des menschlichen Körpers und seiner
mechanischen Strukturen wie dem Skelett, Muskeln und Sehnen optimiert.
Um mechanische Eigenschaften zu simulieren, werden diese Formen in einer
geeigneten Repräsentation im Computer benötigt. Zunächst ist die Speicherung der
Oberflächen der gewünschten Muskeln, Knochen und Fettgewebe ausreichend. Daraus
kann dann ein 3D-Gitter in der gewünschten Auflösung, beispielsweise für die
Berechnung mit der Finite-Elemente-Methode, erzeugt werden. Um sich nicht in der
maximal möglichen Auflösung einschränken zu müssen, ist eine nicht
diskretisierte, prozedurale Darstellung vorteilhaft.
Ein Standardansatz aus dem Computer-Aided Design ist die
Darstellung durch Nonuniform Rational B-Splines (NURBS). Diese
können mithilfe numerischer Verfahren optimal für gegebene
Messdaten von Oberflächen berechnet werden.
In dieser Bachelorarbeit sollen aus einem gegebenen Datensatz aus
optischen Scans mehrere Strukturen extrahiert und als NURBS
dargestellt werden. Interessante Formen sind dabei die Muskeln am
Oberarm (Bizeps, Trizeps, Brachialis), sowie Ober- und Unterarmknochen
(Humerus, Ulna, Radius) und das umliegende
Gewebe. Nachdem die prozedurale Darstellung erfolgt ist, soll die
Geometrie in einer gegebene Simulation von Oberflächen-EMG
eingesetzt werden.