映画のようなレンダリング

医療診断において、シネマティックレンダリングは、コンピュータ断層撮影や磁気共鳴画像法（MRI）などの断面データの3次元フォトリアリスティック画像を作成するために適用される画像処理技術です。シネマティックレンダリングはボリュームレンダリングの代替手段であり、その名前はピクサーなどのスタジオがリアルなオブジェクトを作成できる現代のコンピュータアニメーション技術に由来しています。^{[ 1 ]}

シネマティックレンダリングを作成するために使用される手順は、ボリュームレンダリングの手順と似ています。^{[ 1 ]}

• スキャン中に生成された各ボクセル（3次元ピクセル）の大きさ（グレースケール）値は、強調表示または非表示にする必要がある構造に基づいて、色と不透明度のペアにマッピングされます。
• ボリュームレンダリングで使用されるレイキャスティング（2D画像内の各ピクセルが単一の光線によって形成される）は、オブジェクトの表面上のすべての点に到達するすべての照度を積分するグローバルイルミネーションモデルを使用したパストレーシングに置き換えられます。

この手法では光路の数がほぼ無制限であるため、実世界のデータに基づいて構築されたモデルを使用して、光、散乱、反射の実際の伝播を模倣するために、光路の有限個のランダムな選択と重点サンプリングが使用されます。その結果、フォトリアリスティックな画像が得られます。^{[ 1 ]}

映画のようなレンダリングは臨床での使用が承認されていません。^{[ 1 ]}

映画のようなレンダリング技術は現在、専門施設、機関、センターで、医学生やその他の医療従事者への解剖学の教育のための仮想教育方法として応用されています^{[ 2 ]。}例えば、ヨハネス・ケプラー大学リンツのJKU医学部や、臨床分野の大学院プログラム、医療助手などの職業にも応用されています。

2026年のレビューでは、CT血管造影におけるシネマティックレンダリングは複雑な血管構造の可視化に有用であり、術前計画が潜在的な応用分野であると指摘した。^{[ 3 ]} 2019年の肝胆膵外科における前臨床ランダム化クロスオーバー試験では、シネマティックレンダリングを使用した外科医は、従来のCTを使用した場合よりも解剖学的質問に正確かつ迅速に回答した。^{[ 4 ]}

• ドイツ未来賞2017 – チーム1

• イード、マーウェン。デ・チェコ、カルロ・N.ナンス・ジュニア、ジョン・W.カルーソ、ダミアーノ。アルブレヒト、モーリッツ H;スパンダルファー、アダム・J;デ・サンティス、ドメニコ。ヴァルガ・シェメス、アコス;シェフ、U ジョゼフ (2017-05-15)。「CT でのシネマティック レンダリング: 斬新でリアルな 3D ビジュアライゼーション技術」。アメリカのレントゲン学ジャーナル。209 (2): 370–379 .土井: 10.2214/AJR.17.17850。PMID 28504564 。2024 年 3 月 24 日に取得。 引用：「この記事の目的は、シネマティックレンダリングの概要を示し、その潜在的な利点と応用例を説明することです。結論：ボリュームレンダリング再構成は、元のCTデータセットから3Dビジュアライゼーションを取得する手法であり、医師や医学教育者によって様々な臨床および教育の場面でますます利用されています。シネマティックレンダリングは、光線がボリュームデータを通過する際の伝播と相互作用をシミュレートする新しい3Dレンダリングアルゴリズムであり、標準的なボリュームレンダリングよりもフォトリアリスティックな3D画像表現を実現します。…」
• Kun, Li; Ruiying, Yan; Ma, Huan; Zhang, Da-Fu; Ding, Yingying; Li, Zhen-Hui (2019-01-15). "体積CTデータからのシネマティックレンダリングによる四肢深部軟部組織肉腫と隣接主要血管との関係評価の価値：予備研究" . Journal of Computer Assisted Tomography . 43 (3): 386– 391. doi : 10.1097/RCT.0000000000000852 . PMC 6530969 . PMID 30920424 .  引用：「要旨：目的：本研究の目的は、体積コンピュータ断層撮影データからのシネマティックレンダリング（CR）が、四肢の深部軟部組織肉腫（STS）と隣接する主要血管との関係を評価する上でどの程度有用であるかを評価することであった…」
• モーザー、スザンヌ・エリザベス (2017-09-04)。「シネマティック レンダリング: 腫瘍ボードのケルペルキノ」。deutsches Ärzteblatt (ドイツ語)。114：35 ～ 36 2024 年 3 月 24 日に取得。、ドイツ語での引用: 「...シネマティック レンダリング: technologischer Hintergrund. 映画的レンダリング – ドイツ語: filmische Bildsynthese – beschreibt ein 3-D-Visualisierungsverfahren. Die Technologie stammt aus der Filmbranche, wo sie unter anderem digital animierte Figuren 「Herr der Ringe」の「Gollum」を映画の完全な現実として捉えます。 2-D-CT と MRT-DICOM-Daten errechnet die Cinematic-Rendering-Software の Strukturen をコンベンションします。 ...」
• Binder, Johannes S.; Scholz, Michael; Ellmann, Stepan; Uder, Michael; Grützmann, Robert; Weber, Georg F.; Krautz, Christian (2020-06-02). "解剖学におけるシネマティックレンダリング：新しい3D再構成技術と従来のコンピュータ断層撮影法を比較するクロスオーバー研究" . Anatomical Sciences Education . 14 (3): 22– 32. doi : 10.1002/ase.1989 . eISSN 1935-9780 . ISSN 1935-9772 . PMID 32521121 .   引用：「要約：多くの医科大学では、臨床前解剖学コースへの医用画像処理の統合が既に進められている。しかし、2次元グレースケール画像の解釈は難しく、従来のボリュームレンダリング技術では限られた品質の画像しか得られない。この点において、シネマティックレンダリング（CR）によって提供される、よりフォトリアリスティックな視覚化は、解剖学教育により適している可能性がある。」
• Niedermair, Julian F.; Antipova, Veronica; Manhal, Simone; Siwetz, Martin; Wimmer-Röll, Monika; Hammer, Nils; Fellner, Franz A. (2022-11-23). 「解剖に基づくスキルに対する仮想解剖学の追加的利点について」 . Anatomical Sciences Education . 16 (3): 439– 451. doi : 10.1002/ase.2234 . eISSN 1935-9780 . ISSN 1935-9772 . PMID 36453060. 2024-03-24に取得。   引用：「仮想解剖学を統合するために3次元視覚化を活用する技術的手法は、医学生に最先端の教育を提供するためにますます利用されています。仮想解剖学が解剖実習をどの程度代替できるかは、現時点では明らかではありません。ヨハネス・ケプラー大学の医学生は、解剖実習と仮想解剖学の両方のコースを受講します。この仮想解剖学コースは、シネマティックレンダリングと放射線画像に基づいており、解剖学と病理学を教えています。」