Brain Viewer – 3D-Modell des menschlichen Gehirns

Bei Scythe Studio, , sind mehr als 80 % der Projekte für die Medizinbranche – eine Branche, die sich durch den Einsatz modernster technologischer Lösungen auszeichnet, wobei auf Details und die Qualität der Lösungen geachtet wird.

Dies ist die Branche, in der wir am längsten tätig sind und die meiste Erfahrung haben. Außerdem sind wir nach ISO 13485:2016 und ISO 9001:2015 zertifiziert, so dass Sie sicher sein können, dass die von uns erstellte Software von höchster Qualität ist. Lesen Sie mehr über unsere Software-Entwicklungsdienstleistungen für medizinische Geräte.

Diese Fallstudie zeigt den Entwicklungsprozess und die Möglichkeiten des Brain Viewers – einer Anwendung zur Darstellung eines 3D-Modells des menschlichen Gehirns. Die Anwendung veranschaulicht die Herausforderungen, mit denen wir bei unseren Projekten für die medizinische Industrie täglich konfrontiert sind, und wie wir sie meistern!

 

Beginn der Brain Viewer Anwendung

Diese Anwendung wurde in Vorbereitung auf die größte internationale Fachmesse für medizinische Geräte und Zubehör in Polen entwickelt – SalMed, an der wir als Aussteller teilgenommen haben. Bei Scythe Studio besteht ein großer Teil unserer Projekte aus Software für medizinische Geräte. Leider können wir trotz der Arbeit an vielen Projekten aufgrund von NDA-Vereinbarungen nicht alle vorführen“ (viele der Projekte befinden sich in einem frühen Entwicklungsstadium und können potenzielle Gewinne bringen, so dass es verständlich ist, dass der Kunde nicht möchte, dass sein Produkt zu früh vorgeführt wird). Deshalb haben wir beschlossen, eine eigene Anwendung zu entwickeln, die in gewisser Weise veranschaulicht, was mit unserer Hilfe getan werden kann. Und so wurde BrainViewer geboren.

 

Grundidee zur Erstellung des Brain Viewers

Das Hauptkriterium bei der Erstellung dieser Demo war es, unsere Fähigkeiten bei der Erstellung einer fortschrittlichen und modernen Benutzeroberfläche mit komplexen 3D-Elementen unter Beweis zu stellen. Außerdem sollte die Anwendung nicht nur schön aussehen, sondern auch so interaktiv wie möglich sein und dem potenziellen Kunden einen echten Mehrwert bieten.

Da die App vor allem für die Messe gedacht war, entschieden wir uns, sie auf einem Touchscreen-Tablet laufen zu lassen, damit jeder Besucher das Gerät in die Hand nehmen und selbst testen konnte.

Funktionalitäten von Brain Viewer

Bei der Arbeit an diesem Projekt haben wir versucht, die Bedingungen nachzubilden, unter denen wir täglich an medizinischen Projekten arbeiten. Dadurch wurde sichergestellt, dass wir die richtige Arbeitsplanung und den richtigen Ansatz für Qualität haben, einschließlich hoher Codequalität. Das schließt auch Tests ein. Die von uns erstellte Software wird auch mit einer der Norm IEC 62304 entsprechenden Dokumentation geliefert. Machen Sie sich also mit den Funktionalitäten des Bran Viewers vertraut.

3D-Modell – Gehirn von Brain Viewer

Das Herzstück der Anwendung ist ein 3D-Modell des menschlichen Gehirns. Dieses Modell besteht aus mehr als 100 separaten Elementen, so dass es das echte Gehirn sehr gut nachbildet. Dieses Modell wurde mit Hilfe des Qt Quick 3D-Moduls und des Balsam-Tools aus einer stl-Datei in die Anwendung übertragen.

Wenn Sie neugierig sind, wie Sie das tun können, sollten Sie unseren Blog-Beitrag über das Qt Quick 3D-Modul zu lesen.

Das Modell selbst kann nach Belieben verschoben, gedreht oder gezoomt werden, so dass der Benutzer es nach Belieben positionieren kann. Außerdem kann der Benutzer eines der drei verfügbaren Gehirn-Submodelle auswählen: Ein Vollhirnmodell, ein Halbhirnmodell (nur die Hälfte des Gehirns ist sichtbar) und ein Mittelhirnmodell, bei dem nur die inneren Strukturen des Gehirns sichtbar sind.

Was die Strukturen betrifft, so kann der Benutzer sogar jede Struktur einzeln verändern, indem er die Transparenz oder die Farbe der Struktur ändert. Dank dieser hohen Modifizierbarkeit des Modells sind wir zuversichtlich, dass der Kunde in der Lage sein wird, das Modell vollständig an seine Bedürfnisse anzupassen.

 

Nützliche zusätzliche Tools

Die App wäre wenig nützlich, wenn sie nur ein 3D-Modell anzeigen würde, daher haben wir zahlreiche zusätzliche Funktionen eingebaut. Die erste von ihnen ist eine Option, die häufig in medizinischen Projekten verwendet wird, um die Länge von Strukturen zu messen: Dank dieser Option kann der Benutzer die Dimensionen von internen Strukturen mit einer Genauigkeit von einem Hundertstel Millimeter messen, was zum Beispiel bei der Planung komplexer medizinischer Operationen verwendet werden kann.

Eine weitere Funktion ist die Möglichkeit, die Kameraebene in das Modell zu verschieben und so einen Röntgeneffekt zu erzeugen. Mit dieser Option können wir Strukturen von Interesse innerhalb des Sichtfelds isolieren. Auch diese Funktion kann nützlich sein, wenn sie z. B. mit einer physischen Kamera eines medizinischen Roboters kombiniert wird.

 

Informationstafel

Da das Modell aus mehr als 100 Elementen besteht, ist jedes einzelne ein separates Element, das durch Anklicken ausgewählt werden kann (was durch eine hellblaue Einfärbung angezeigt wird). Die Beschreibung des ausgewählten Elements wird im Abschnitt „Element“ angezeigt. Die darin enthaltenen Informationen charakterisieren das ausgewählte Element kurz. So können wir die App auch für Bildungszwecke nutzen, z. B. an medizinischen Fakultäten.

 

 

Der Benutzer ist nicht nur auf die manuelle Auswahl von Elementen beschränkt, sondern kann auch das Suchfeld verwenden, das zum Zeitpunkt der Suche die Teile des Modells hervorhebt, die dem Suchkriterium entsprechen. Es ist auch möglich, Elemente aus der Combobox auszuwählen, die eine Liste mit allen Unterelementen des Modells enthält. Zu diesem Zweck haben wir eine lokale SQL-Datenbank verwendet, in der wir alle Elemente entsprechend katalogisiert haben.

 

Projektansatz

Der erste Schritt war eine Teambesprechung, bei der wir ein Brainstorming über die Funktionalität der Anwendung durchführten. Dann übersetzten wir dies in eine Liste funktionaler und nicht-funktionaler Anforderungen und schätzten, wie viel Zeit und Ressourcen für die Realisierung dieses Projekts erforderlich sein würden. Anschließend planten wir die Arbeit im Detail, d. h. wir verteilten das Backlog der Aufgaben, planten Sprints usw. Dieser Ansatz ermöglichte es uns, das Projekt auf klare und transparente Weise zu bearbeiten.

Wenn sich Ihr Projekt noch in einem frühen Stadium befindet, Sie aber nicht sicher sind, wie Sie es richtig planen sollen, empfehle ich Ihnen einen Termin mit uns zu vereinbaren für einen Projekt-Workshop zu vereinbaren, bei dem unsere Fachleute Ihnen bei allem helfen werden.

Technischer Stapel

Für Brain Viewer haben wir uns für unseren bekanntesten Tech-Stack entschieden, der aus der Kombination von C++ und Qt QML besteht.

Diese Low-Level-Fähigkeit ermöglicht Brain Viewer die Optimierung der Leistung und die effektive Verwaltung des Speichers, was für die Handhabung komplexer Visualisierungen und großer Datenmengen von entscheidender Bedeutung ist.

Qt und QML verbessern dies, indem sie die Entwicklung moderner, reaktionsfähiger Benutzeroberflächen vereinfachen. Qt stellt wichtige Werkzeuge und Bibliotheken zur Verfügung, während die deklarative Syntax von QML eine schnelle Entwicklung von Benutzeroberflächen ermöglicht, so dass Brain Viewer schlanke, intuitive Oberflächen anbieten kann. QML unterstützt dynamische Animationen und integriert nahtlos 3D-Elemente, die für die fortschrittlichen Visualisierungen von Brain Viewer entscheidend sind.

Diese Kombination sorgt für eine wartbare und skalierbare Codebasis und macht C++, Qt und QML zu einem großartigen Stack für die Erstellung leistungsstarker, visuell ansprechender Anwendungen. Genau dieser Satz von Technologien ist unser Hauptfachgebiet.

Schlussfolgerung

Bei Scythe Studio setzen wir unser Fachwissen in C++ und Qt ein, um innovative Lösungen zu entwickeln, die unseren Kunden einen Wettbewerbsvorteil in der Medizinbranche verschaffen. Dieses Projekt unterstreicht unsere Fähigkeit, ein einfaches Konzept in ein hochentwickeltes Tool zu verwandeln, das unseren Kunden erhebliche Vorteile bietet.