Ein Verfahren zur Ultraschall-Gewebscharakterisierung der Prostata:
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI Verl.
1996
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| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschrittberichte VDI / 17]
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| adam_text | Titel: Ein Verfahren zur Ultraschall-Gewebscharakterisierung der Prostata
Autor: Schmitz, Georg
Jahr: 1996
schritt- m rnm^u BERICHTEUfjl Dipl.-Ing. Georg Schmitz, Norderstedt Ein Verfahren zur Ultraschall- Gewebscharakterisierwng der Prostata Reihe 17 : Biotechnik Nr. 141 VMVERLA3
Inhaltsverzeichnis V Inhalt 1 Einführung ................................... 1 1.1 Die Bedeutung der Früherkennung des Prostatakarzinoms...... 1 1.2 Anatomie der Prostata......................... 1 1.3 Die transrektale Prostatasonographie................. 3 1.4 Gewebsdifferenzierung der Prostata mit Ultraschall......... 6 2 Grundlagen der Gewebsdifferenzierung.................... 9 2.1 Herleitung eines Signalmodells für Ultraschall-Echosignale aus biologischem Gewebe.................... 9 2.1.1 Die Modellentwicklung biologische Gewebe......... 9 2.1.2 Spektrale Eigenschaften der Rückstreuung in biologischem Gewebe............................ 10 2.1.3 Dämpfung in biologischem Gewebe............. 15 2.2 Kompensation der tiefen- und systemabhängigen Abbildungseffekte 16 2.2.1 Verfahren zur Beugungskorrektur.............. 16 2.2.2 Segmentierung und Beugungskorrektur der Ultraschallbilder 20 2.2.3 Bestimmung und Kompensation der Gewebedämpfung . . 23 2.2.4 Berechnung korrigierter Bilddaten..............25 3 Parameter für die Gewebsdifferenzierung...................27 3.1 Auswahl der Parameter.........................27 3.2 Akustische Parameter .........................27 3.2.1 Lokale Dämpfung.......................27 3.2.2 Rückstreuverhalten......................-29 3.3 Texturparameter............................31
VI Inhaltsverzeichnis 3.3.1 Mittelwert und Signal-Rausch-Verhältnis (SNR)......31 3.3.2 Kurtosis............................34 3.3.3 Strukturparameter des Intensitätssignals..........35 3.3.4 Specklegröße.........................37 3.3.5 Räumliche Grauwerteverteilung, Co-occurrence-Matrizen . 39 4 Grundlagen der Klassifikation.........................41 4.1 Klassifikationsproblem und Bayes-Klassifikator............41 4.2 Reduktion der Dimension des Parameterraumes...........44 4.2.1 Separabilitätskriterien....................44 4.2.2 Parameterauswahl......................46 4.2.3 Dimensionsreduktion durch lineare Transformation .... 50 4.3 Beurteilung von Klassifikatoren.................... 51 5 Mustererkennung mit Kohonen-Verfahren...................54 5.1 Motivation des Einsatzes von Kohonen-Verfahren....... 54 5.2 Die Grundstruktur der Kohonen-Verfahren.............. 56 5.2.1 Das selbstorganisierende Netz (SON)............56 5.2.2 Die lernende Vektorquantisierung (LVQ)..........61 5.3 Normalisierung und Distanzmaße...................62 6 Ein System zur Gewebscharakterisierung mit Ultraschall..........64 6.1 Anforderungen an den Meßplatz..................... 64 6.2 Realisierung des Meßplatzes......................65 6.3 Systemeigenschaften..........................68 6.4 Realisierung des Bildverarbeitungsalgorithmus............ 70 7 Ergebnisse der klinischen Anwendung.....................76
Inhaltsverzeichnis VII 7.1 Methodik der klinischen Studie.................... 76 7.2 Ergebnisse der Parameterextraktion........... 77 7.3 Statistische Beurteilung der Klassifikationsverfahren.........81 7.3.1 Parameterauswahl und kanonische Diskriminanzanalyse . . 81 7.3.2 Ergebnisse des quadratischen und des linearen Klassifikators 84 l 7.3.3 Ergebnisse der Kohonen-Verfahren und Vergleich.....86 7.4 Ergebnisse der Bildverarbeitung............ 91 8 Zusammenfassung................................97 Literaturverzeichnis 99
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