Visual analytics methods for retinal layers in optical coherence tomography data

Optical coherence tomography is an important imaging technology for the early detection of ocular diseases. Yet, identifying substructural defects in the 3D retinal images is challenging. We therefore present novel visual analytics methods for the exploration of small and localized retinal alterations. Our methods reduce the data complexity and ensure the visibility of relevant information. The results of two cross-sectional studies show that our methods improve the detection of retinal defects, contributing to a deeper understanding of the retinal condition at an early stage of disease.Die optische Kohärenztomographie ist ein wichtiges Bildgebungsverfahren zur Früherkennung von Augenerkrankungen. Die Identifizierung von substrukturellen Defekten in den 3D-Netzhautbildern ist jedoch eine Herausforderung. Wir stellen daher neue Visual-Analytics-Methoden zur Exploration von kleinen und lokalen Netzhautveränderungen vor. Unsere Methoden reduzieren die Datenkomplexität und gewährleisten die Sichtbarkeit relevanter Informationen. Die Ergebnisse zweier Querschnittsstudien zeigen, dass unsere Methoden die Erkennung von Netzhautdefekten in frühen Krankheitsstadien verbessern

Intuitive Interaktion mit Strukturdaten aus einem PLM-System

Einleitung Die Tätigkeit des Ingenieurs im Bereich der virtuellen Produktentwicklung betrifft neben dem Entwurf und der Absicherung einer dreidimensionalen Produktgeometrie auch die Erstellung, Analyse und Veränderung von strukturierten Produktinformationen. Dabei handelt es sich in erster Linie um Anforderungs-, Funktions- oder Produktstrukturen, welche innerhalb unterschiedlicher Phasen des Produktentstehungsprozesses in einem PLM-System verwaltet werden. Die Produktstruktur nimmt häufig einen zentralen Stellenwert ein, da sie als digitales Grundgerüst und Referenzstruktur innerhalb der Produktentwicklung gilt. Die Anzahl der strukturell organisierten Einzelteile und Dokumente für ein Produkt können je nach Sparte bis über 1.000.000 Elemente einnehmen (Carneo 2010), welche in mehreren Baugruppen über verschiedene Hierarchiestufen zusammengehalten werden. In der Produktstruktur werden zu dem unterschiedliche Varianten des Produktes über Konfigurationsregeln organisiert. Unter dem zusätzlichen Aspekt der zeitlichen Dynamik bei den Iterationszyklen des Entwicklungsprozesses kann für der Produktstruktur von einemkomplexen Informationsgebilde gesprochen werden

Taxane-Induced Neuropathy and Its Ocular Effects—A Longitudinal Follow-up Study in Breast Cancer Patients

A common severe neurotoxic side effect of breast cancer (BC) therapy is chemotherapy-induced peripheral neuropathy (CIPN) and intervention is highly needed for the detection, prevention, and treatment of CIPN at an early stage. As the eye is susceptible to neurotoxic stimuli, the present study aims to determine whether CIPN signs in paclitaxel-treated BC patients correlate with ocular changes by applying advanced non-invasive biophotonic in vivo imaging. Patients (n = 14, 10 controls) underwent monitoring sessions after diagnosis, during, and after therapy (T0-T3). Monitoring sessions included general anamnesis, assessment of their quality of life, neurological scores, ophthalmological status, macular optical coherence tomography (OCT), and imaging of their subbasal nerve plexus (SNP) by large-area confocal laser-scanning microscopy (CLSM). At T0, no significant differences were detected between patients and controls. During treatment, patients’ scores significantly changed while the greatest differences were found between T0 and T3. None of the patients developed severe CIPN but retinal thickenings could be detected. CLSM revealed large SNP mosaics with identical areas while corneal nerves remained stable. The study represents the first longitudinal study combining oncological examinations with advanced biophotonic imaging techniques, demonstrating a powerful tool for the objective assessment of the severity of neurotoxic events with ocular structures acting as potential biomarkers

The corneal subbasal nerve plexus and thickness of the retinal layers in pediatric type 1 diabetes and matched controls

Optical coherence tomography (OCT) of the retina and corneal confocal laser scanning microscopy (CLSM) of the subbasal nerve plexus (SBP) are noninvasive techniques for quantification of the ocular neurodegenerative changes in individuals with type 1 diabetes mellitus (T1DM). In adult T1DM patients these changes are hardly related to T1DM only. Instead, ageing and/or lifestyle associated comorbidities have to be considered as putative confounding variables. Therefore, we investigated pediatric T1DM patients (n = 28; 14.2 ± 2.51 y; duration of disease: 5.39 ± 4.16 y) without clinical signs of diabetic retina disease, neuropathy, vasculopathy or nephropathy and compared our findings with those obtained in healthy controls (n = 46; 14.8 ± 1.89 y). The SBP was characterized by the averaged length, thickness, and tortuosity of nerve fibers as well as the number of branching and connecting points. OCT was used to determine the total thickness of the retina (ALL) and the thickness of each retinal layer. Both methods revealed signs of early neurodegenerative changes, e.g. thinning of distinct retinal layers at the pericentral ring and shortening of corneal nerve fibers that are already present in pediatric T1DM patients. Standardization of instruments and algorithms are urgently required to enable uniform comparison between different groups and define normative values to introduce in the clinical setting

Visualisierung und intuitive Interaktion für komplexe Produktstrukturen

Die Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines grafischen Managementsystems für komplexe Produktstrukturen. Effektive Visualisierungs- und intuitive Interaktionskonzepte für und mit den Strukturen werden untersucht und in das System integriert. Weitere Schwerpunkte sind die Erforschung und Analyse entsprechender Technologien und die Modularität, Schnittstellengestaltung und Implementation des Systems auf einer Multi-Touch-Konsole. Ziel ist es, durch neuartige Visualisierungs- und Interaktionstechniken die Arbeit mit Produktstruk-turen effektiver zu gestalten und komplexe Datensysteme versteh- und beherrschbar zu machen. Mit einer Benutzerstudie werden die erzielten Ergebnisse analysiert, diskutiert und bewertet

Visualizing 3D Terrain, Geo-Spatial Data, and Uncertainty

Visualizing geo-spatial data embedded into a three-dimensional terrain is challenging. The problem becomes even more complex when uncertainty information needs to be presented as well. This paper addresses the question of how to visually communicate all three aspects: the 3D terrain, the geo-spatial data, and the data-associated uncertainty. We argue that visualizing all aspects with a high degree of detail will likely exceed the visual budget. Therefore, we propose a visualization strategy based on prioritizing a selected aspect and presenting the remaining two with less detail. We discuss various design options that allow us to obtain differently prioritized visual representations. Our approach has been implemented as a tool for rapid visualization prototyping in the context of avionics applications. Practical solutions are described for a use case related to the visualization of 3D terrain and uncertain weather data

Intuitive Interaktion mit Strukturdaten aus einem PLM-System

Einleitung Die Tätigkeit des Ingenieurs im Bereich der virtuellen Produktentwicklung betrifft neben dem Entwurf und der Absicherung einer dreidimensionalen Produktgeometrie auch die Erstellung, Analyse und Veränderung von strukturierten Produktinformationen. Dabei handelt es sich in erster Linie um Anforderungs-, Funktions- oder Produktstrukturen, welche innerhalb unterschiedlicher Phasen des Produktentstehungsprozesses in einem PLM-System verwaltet werden. Die Produktstruktur nimmt häufig einen zentralen Stellenwert ein, da sie als digitales Grundgerüst und Referenzstruktur innerhalb der Produktentwicklung gilt. Die Anzahl der strukturell organisierten Einzelteile und Dokumente für ein Produkt können je nach Sparte bis über 1.000.000 Elemente einnehmen (Carneo 2010), welche in mehreren Baugruppen über verschiedene Hierarchiestufen zusammengehalten werden. In der Produktstruktur werden zu dem unterschiedliche Varianten des Produktes über Konfigurationsregeln organisiert. Unter dem zusätzlichen Aspekt der zeitlichen Dynamik bei den Iterationszyklen des Entwicklungsprozesses kann für der Produktstruktur von einemkomplexen Informationsgebilde gesprochen werden

Intuitive Interaktion mit Strukturdaten aus einem PLM-System

Einleitung Die Tätigkeit des Ingenieurs im Bereich der virtuellen Produktentwicklung betrifft neben dem Entwurf und der Absicherung einer dreidimensionalen Produktgeometrie auch die Erstellung, Analyse und Veränderung von strukturierten Produktinformationen. Dabei handelt es sich in erster Linie um Anforderungs-, Funktions- oder Produktstrukturen, welche innerhalb unterschiedlicher Phasen des Produktentstehungsprozesses in einem PLM-System verwaltet werden. Die Produktstruktur nimmt häufig einen zentralen Stellenwert ein, da sie als digitales Grundgerüst und Referenzstruktur innerhalb der Produktentwicklung gilt. Die Anzahl der strukturell organisierten Einzelteile und Dokumente für ein Produkt können je nach Sparte bis über 1.000.000 Elemente einnehmen (Carneo 2010), welche in mehreren Baugruppen über verschiedene Hierarchiestufen zusammengehalten werden. In der Produktstruktur werden zu dem unterschiedliche Varianten des Produktes über Konfigurationsregeln organisiert. Unter dem zusätzlichen Aspekt der zeitlichen Dynamik bei den Iterationszyklen des Entwicklungsprozesses kann für der Produktstruktur von einemkomplexen Informationsgebilde gesprochen werden

Visual-interactive segmentation of multivariate time series

Choosing appropriate time series segmentation algorithms and relevant parameter values is a challenging problem. In order to choose meaningful candidates it is important that different segmentation results are comparable. We propose a Visual Analytics (VA) approach to address these challenges in the scope of human motion capture data, a special type of multivariate time series data. In our prototype, users can interactively select from a rich set of segmentation algorithm candidates. In an overview visualization, the results of these segmentations can be compared and adjusted with regard to visualizations of raw data. A similarity-preserving colormap further facilitates visual comparison and labeling of segments. We present our prototype and demonstrate how it can ease the choice of winning candidates from a set of results for the segmentation of human motion capture data