Paweł OZGA

Akademia Sztuk Pięknych im. Jana Matejki w Krakowie | Jan Matejko Academy of Fine Arts in Kraków
Uniwersytet Jagielloński, Collegium Medicum | Jagiellonian University, Collegium Medicum

Polska | Poland

Voxel printing – wykorzystanie druku 3D w oparciu o technologię “voxel printing” do uzupełnienia wartości diagnostycznych obrazowani medycznego w oparciu o badanie tensora dyfuzji wody | Voxel printing – The use of 3D printing based on the “voxel printing” technology to supplement the diagnostic values of medical imaging based on the examination of the water diffusion tensor

BIO

[PL] Od 2011 roku, pracownik Laboratorium Druku 3D na Wydziale Architektury Wnętrz Krakowskiej ASP, od 7 lat specjalizujący się w inżynierii odwrotnej obrazowania medycznego, inaczej: segmentacją obrazowania medycznego. Swoje doświadczenie zdobył współpracując z jednostkami medycznymi w całej Polsce, a obecnie jest ściśle związany z Uniwersyteckim Szpitalem Dziecięcym w Krakowie, na rzecz którego przygotowuje modele 3D na podstawie badań obrazowych pacjentów. Od 2021 roku, pracownik Uniwersytetu Jagiellońskiego Collegium Medicum na stanowisku „specjalista do spraw analizy i rekonstrukcji obrazowania medycznego”.  Współprowadzący zajęcia na oddziale kardiologii dziecięcej na Gdańskim Uniwersytecie Medycznym oraz prowadzący szkolenia z zakresu oprogramowania do segmentacji obrazowania medycznego dla takich firm jak: Materialise (Mimics), Synopsys (simpleware) oraz Slicer. Współpracujący z producentami drukarek 3D takimi jak: Sinterit, 3D-Lab, StrataSYS, pracuje także jako wolontariusz w fundacji e-Nable Polska na stanowisku: specjalisty do spraw segmentacji. Właściciel firmiy Medical Image Segmentation Initieative (misi.com.pl) która w ramach współpracy z OryxMedi rozpoczęła pracę nad wspomaganiem rozwiązań do neuronawigacji w oparciu o zaawansowaną analizę i rekonstrukcję obrazowania medycznego.

[ENG] Since 2011, an employee of the 3D Printing Laboratory at the Faculty of Interior Design of the Krakow Academy of Fine Arts, for 7 years specializing in reverse engineering of medical imaging, in other words: medical imaging segmentation. He gained his experience working with medical units all over Poland, and currently he is closely associated with Uniwersytecki Szpital Dziecięcy [The University Children’s Hospital] in Krakow, for which he prepares 3D models based on patients’ imaging tests. From 2021, an employee of the Jagiellonian University Collegium Medicum as a “specialist in the analysis and reconstruction of medical imaging”. Co-lecturer at the department of pediatric cardiology at the Medical University of Gdańsk, and conducting training in the field of medical imaging segmentation software for companies such as: Materialize (Mimics), Synopsys (simpleware) and Slicer. Cooperating with manufacturers of 3D printers such as: Sinterit, 3D-Lab, StrataSYS, ​​he also works as a volunteer at the e-Nable Polska foundation as: segmentation specialist. The owner of the company Medical Image Segmentation Initieative (misi.com.pl) which, as part of cooperation with OryxMedi, started working on supporting neuronavigation solutions based on advanced analysis and reconstruction of medical imaging.

Abstrakt

[PL] Opis badań radiologicznych wykonanych przy użyciu urządzeń takich jak np.: tomografia komputerowa, rezonans magnetyczny, ultrasonograf, odbywa się na podstawie oceny płaskich obrazów reprezentujących anatomię pacjenta. Jednak coraz większą popularnością przy opisie badań cieszy się wykorzystanie nowoczesnych technik wizualizacji takich jak AR czy VR. Słabe punkty technologii AR to np.: brak możliwości wykorzystania bardzo skomplikowanych siatek czy duże opóźnienia wyświetlanego obrazu. Technologia VR wyklucza wcześniej wymienione mankamenty jednak nie pozwala na jednoczesne postrzeganie/widzenie pacjenta. Autorzy skupili się na innej formie przedstawienia wyników badań obrazowych, jest to druk 3D w technologii „Voxel Printing”. Technologia VP pozwala nie tylko na zastosowanie dowolnej kolorystyki przydatnej do oceny, ale i przyporządkowanie każdemu z wydrukowanych voxeli dowolnej wartości kolorystycznej. Możliwość ścisłego określenia koloru dla każdego wydrukowanego voxela ciągnie za sobą ogromny mankament wynikający z faktu, iż każdy z nich musi stanowić osobny obiekt. W przypadku, kiedy takich voxeli jest znacząca ilość, dla przykładu 45 000 000, wąskim gardłem jest nie tylko moc obliczeniowa komputera, ale i ilość danych którym należy przyporządkować wartości. Autorzy wykorzystali w swojej pracy dwie technologię, jedną z nich jest zastosowanie standardowych modeli w formie „mesh”, druga to autorska metoda opisywaną jako: „technologia pracy na przekrojach”.

[ENG] The description of radiological examinations performed with the use of devices such as computed tomography, magnetic resonance imaging, ultrasound is based on the assessment of flat images representing the patient’s anatomy. However, the use of modern visualization techniques such as AR or VR is becoming more and more popular when describing research. Weak points of AR technology include, for example, the inability to use very complex grids or large delays in the displayed image. VR technology excludes the aforementioned drawbacks, however, it does not allow for the simultaneous perception / vision of the patient. The authors focused on a different form of presenting the results of imaging tests, it is 3D printing in the “Voxel Printing” technology. The VP technology allows not only the use of any color useful for evaluation, but also assigning any color value to each of the printed voxels. The ability to accurately determine the color for each printed voxel has a huge drawback due to the fact that each of them must be a separate object. In the case when there is a significant amount of such voxels, for example 45,000,000, the bottleneck is not only the computing power of the computer but also the amount of data to which values ​​should be assigned. The authors used two technologies in their work, one of them is the use of standard models in the form of “mesh”, the other is the proprietary method described as: “cross-section technology”.