Mathematical model of human tissue in photodynamic cancer recognition

• Autorzy: Zacher A.

Warianty tytułu

PL

Matematyczny model tkanki ludzkiej w fotodynamicznej diagnozie i rozpoznawaniu raka

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the method of light propagation in human tissue. Subsurface scattering model together with photon mapping is applied to generate images. Surface and volumetric photon maps were used to fully describe the fluorescence phenomenon. The qualitative comparison between images will be presented to find the best camera angle of incidence. Moreover, multi-spectral images rendered during simulations are verified with real, scientific images.

PL

Artykuł przedstawia zastosowanie metody propagacji światła w stosunku do tkanek ludzkich. Model podpowierzchniowego rozpraszania razem z algorytmem mapowania fotonów zostały użyte do generowania obrazów. Aby w pełni symulować zjawisko fluorescencji, wykorzystano powierzchniowe i wolumetryczne mapy fotonów. Została przeprowadzona analiza jakościowa otrzymanych obrazów, w zależności od kąta nachylenia endoskopu. Ponadto, multispektralne obrazy wygenerowane w czasie eksperymentów, zweryfikowano z rzeczywistymi zdjęciami.

Słowa kluczowe

EN

photodynamic diagnosis; light transport simulation; subsurface scattering; fluorescence model; photon mapping; endoscopy

PL

diagnoza fotodynamiczna; symulacja transportu światła; rozpraszanie podpowierzchniowe; model fluorescencji; mapowanie fotonów; endoskopia

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Studia Informatica
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 30, nr 4
• Strony: 53--66
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Zacher A.

• Instytut Informatyki, Politechnika Śląska, ul. Akademicka 16, 44-100 Gliwice,

Bibliografia

• 1. Hey H., Purgathofer W.: Global illumination with photon map compensation. TR-186-2-01--04, January 2001.
• 2. Christensen P. H.: Faster photon map global illumination. Journal of Graphics Tools, 4(3):1.10. ACM 1999.
• 3. Prahl S. A., Keijzer M., Jacques S. L., Welch A. J.: A Monte Carlo model of light propagation in tissue, SPIE Proceedings of Dosimetry of Laser Radiation in Medicine and Biology, IS 5, 1989, p. 102-111.
• 4. Wang L., Jacques S. L.: Monte Carlo modeling of light transport in multi-layered tissues in standard C. University of Texas M. D. Anderson Cancer Center, 1992.
• 5. Latos W., Kawczyk-Krupka A., Ledwon A., Kosciarz-Grzesiok A., Misiak A., Sieron-Stoltny K., Sieron A.: The role of autofluorescence colonoscopy in diagnosis and management of Solitary Rectal Ulcer Syndrome. SPIE Photonics West- Conferences and Courses. Biomedical Optics.Imaging, Manipulation and analysis of Biomolecules, Cells and Tissues VI. Cell and tissue functional imaging. San Jose 2008.
• 6. Jensen H. W., Marschner S. R., Levoy M., Hanrahan P.: A practical model for subsurface light transport. In Proceedings to Siggraph, 2001, p. 511-518.
• 7. Jensen H. W., Christensen P. H.: Efficient simulation of light transport in scenes with participating media using photon maps. In Proceedings of SIGGRAPH’98, Orlando, July 1998, p. 311-320.
• 8. Dorsey J., Edelman A., Jensen H. W., Legakis J., Pedersen H. K.: Modeling and rendering of weathered stone. In Proceedings of SIGGRAPH’99, August 1999, p. 225-234.
• 9. Gutierrezy D., Munoz A., Anson O., Seron F. J.: Non-linear volume photon mapping. Eurographics Symposium on Rendering, 2005.
• 10. Zhou K., Ren Z., Lin S., Bao H., Guo B., Shum HY.: Real-time smoke rendering using compensated ray marching. International Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques, ACM SIGGRAPH 2008.
• 11. Moon J. T., Marschner S. R.: Simulating multiple scattering in hair using a photon mapping approach. ACM Transactions on Graphics 25:3 Proceedings of SIGGRAPH 2006.
• 12. Jarosz W., Zwicker M., Jensen H. W.: The beam radiance estimate for volumetric photon mapping. Eurographics, Vol. 27, No. 2, Crete, April 2008.
• 13. Li BH., Xie SS.: Autofluorescence excitation-emission matrices for diagnosis of colonic cancer. World J Gastroenterol, 11(25), 2005, p. 3931-3934.
• 14. Pharr M., Humphereys G.: Physically based rendering. From theory to implementation. Morgan Kaufmann, 2004.