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Katalog über Interaktionsaufgaben in medizinischen Volumenvisualisierungen vom Herzen inklusive exemplarischer prototypischer Umsetzung mit der Leap Motion

Bachelor Thesis of Rudi Wolf

Betreuung: Sabrina Heppner M.Sc.

Schwerpunkt der Arbeit ist ein Katalog über Interaktionsaufgaben in medizinischen Volumenvisualisierungen, welche anhand verschiedener Aspekte, wie etwa Aufgabenbereich oder Visualisierungstechnik, klassifiziert werden. Zudem wurde eine Interaktionsaufgabe mit einem exemplarischen Prototyp in Volume Studio gelöst.

Bildgebende Methoden, wie MRT- oder CT-Scans, sind für die Behandlung eines Patienten im medizinischen Bereich von wichtiger Bedeutung, denn ohne sie wäre in vielen Fällen nur eine irreversible Untersuchung möglich. Dreidimensionale Visualisierungen können den Aufwand gegenüber der Arbeit mit zweidimensionalen Bildern gegebenenfalls verringern und somit insgesamt die Arbeit optimieren. Vor allem in der Radiologie sind vielfältige Aufgaben durchzuführen, die zu einer korrekten Diagnose von Krankheiten, wie zum Beispiel koronaren Herzkrankheiten, führen.

Die Interaktion mit medizinischen Visualisierung ist nicht trivial, daher gilt es zu prüfen, welche Interaktionen zur Verfügung stehen müssen, wie diese realisiert werden können und inwiefern diese Umsetzung intuitiv für den späteren Benutzer ist. Aus diesem Grund ist ein Katalog über Interaktionsaufgaben vorteilhaft, da somit ein guter Überblick über die verschiedenen Aufgabenbereiche geboten wird. Durch die Auswahl angemessener Interaktionsgeräte kann die Effektivität im Umgang mit Visualisierungen gesteigert werden. Insbesondere im Umgang mit dreidimensionalen Daten oder Modellen empfiehlt sich die Berücksichtigung von Gestensteuerung, da so eine sterile Arbeit während einer Operation gewährleistet werden kann.

Im Rahmen der Arbeit wurde ein exemplarischer Prototyp zur Manipulation von Schnittebenen mittels der Leap Motion entwickelt. Der Leap Motion Controller ist ein Tracking-System, das mittels Infrarot-Sensoren Daten über die Position und Ausrichtung der Hände erfasst und auswertet. Integriert wurde die Leap Motion basierende Gestensteuerung zur Transformation der Schnittebene in Volume Studio. In Abbildung 1 und 2 sind die neuen Gesten zur Translation und Rotation der Schnittebene veranschaulicht. Die linke Hand bildet stets eine vertikale Fläche, während die rechte Hand eine Faust zur Translation oder eine Fläche zur Rotation bildet.

The University for the Information Society