Original title: Vizualizace šíření ultrazvuku v lidském těle
Translated title: Visualisation of Ultrasound Propagation in Human Body
Authors: Klepárník, Petr ; Jaroš, Jiří (referee) ; Španěl, Michal (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2014
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract: [cze] [eng]
Tato práce se věnuje 2D a 3D vizualizaci výstupů softwarového balíku k-Wave, který slouží k simulaci šíření ultrazvuku v lidském těle. Balík k-Wave běžně generuje specifická výstupní data nadměrných velikostí (v řádu desítek GB), proto je třeba řešit předzpracování těchto dat. Vizualizace těchto dat má za cíl usnadnit uživatelům zkoumání výsledků simulace. Práce se odvíjí od formátu simulačních dat - HDF5, hledá nejvhodnější způsob pro rychlé čtení těchto dat. Hlavní částí práce je návrh a popis implementace konzolové aplikace pro předzpracování rozměrných simulačních výstupů z k-Wave a aplikace s grafickým uživatelským rozhraním pro interaktivní zobrazování předzpracovaných dat. Nejpodstatnějšími funkcemi těchto aplikací je podvzorkování dat, změna formátu jejich uložení, zobrazování 2D řezů, planární a volumetrické zobrazení, animace průběhu simulace. Navržená implementace umožňuje průchod vizualizovanou doménou o velikosti jednotek GB s latencí v řádu ms - toto významně zefektivňuje práci vědcům a lékařům v oblasti HIFU. This work deals with the 2D and 3D visualization of simulation outputs from the k-Wave toolbox. This toolbox, designed to accurately model the propagation of ultrasound waves in the human body, usually generates immense amounts of output data (up to hundreds of GB). That is why new methods for both the visualization and the effective data representation are necessary to be developed to help users to easily understand the simulation results. This thesis elaborates on the data format, simulation outputs are stored in, with the use of the HDF5 library and looking for the best way to quickly read the simulation data. Finally, the thesis presents the design and the implementation of the console-based application for big simulation data pre-processing and the GUI-based application for interactive visualization of the pre-processed data. The most significant features of these applications are downsampling data, changing the format of storing, viewing 2D sections, planar and volumetric visualization and animation of the simulation process. The proposed implementation allows parts of the simulation domain to be visualised within tens of milliseconds even if the simulation domain comprises GBs of data - This significantly streamlines the work of scientists and clinicians in the field of HIFU.
Keywords: HDF5; HIFU; k-Wave; Medical Data Visualization; Ultrasound; Visualisation of Ultrasound; Volume rendering; HDF5; HIFU; k-Wave; Ultrazvuk; Vizualizace medicínských dat; Vizualizace šíření ultrazvuku; Volume rendering

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/53324

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-236081


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses