Bildanalyse von Spiral-CT-Datensätzen zur 3D-Visualisierung des Thorax und virtuellen Tracheobronchoskopie:
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Berlin
Logos-Verl.
2002
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1. EINLEITUNG 5
2. DATENAKVISmON UND -VERARBEITUNG 7
2.1 Die Spiral-Computertomographie (SCT) 7
2.1.1 Computcrtomographic 7
2.1.2 Spiral-Computertomographic 8
2.1.2.1 Aufhahmcparamctcr 9
2.1.2.2 Dosis 10
2.1.2.3 Bildqualitätsparameter 11
2.1.2.4 Atemstillstand, Scanrichtung, Kontrastmittelapplikation 16
2.1.2.5 Darstcllungsmodi 16
2.1.2.6 Das entstehende Schichtbild 17
2.2 Bildverarbeitung in der Medizin 18
2.2.1 Interpolation 20
2.2.2 Dreidimensionale Visualisierungen 21
2.2.2.1 Konturdefinition und Obcrflächengcncrierung 21
2.2.2.2 Visualisierung von Polygonobjekten 22
2.2.2.3 Oberflächendarstellung von Voxclobjekten 23
2.2.2.4 Volumendarstellung 24
2.2.2.5 Einsatz von Texturen 25
2.2.2.6 Kombinierte Darstellungsverfahrcn 25
2.3 Virtuelle Realität (VR) in der Medizin 26
2.3.1 Interaktionsgcräte 27
2.3.2 Formen der VR 29
2.4 Virtuelle Tracheobronchoskopie 30
2.5 Segmentation 32
2.5.1 Übersicht 32
2.5.1.1 Manuelle Segmentation 32
2.5.1.2 Halbautomatische Verfahren 32
2.5.1.3 Automatische Algorithmen 33
2.5.2 Trachcobronchialbaum 34
2.5.2.1 Anatomie und Röntgenanatomie 34
2.5.2.2 Segmentation des Tracheobronchialbaums (TBB) 36
2.5.2.3 Anwendung des scginentierten TRB 37
2.6 Virtuelle versus FiBEROPnscHE Bronchoskopie 38
3. MATERIAL UND METHODEN 39
3.1 Aufgabe und Zielsetzung 39
3.2 Patientendaten 39
3.3 Hardware 40
3.4 Software 41
3.4.1 InvitoVR 42
3.4.1.1 Darstellung unsegmentierter Datenvolumen 42
1
3.4.1.2 Selektive Segmentation 43
3.4.1.3 Darstellung segmentierter Datenvolumen 44
3.4.1.4 Hybride Echtzeitvisualisierung 44
3.4.1.5 Navigation 45
3.4.1.6 Interaktion und Manipulation 45
3.4.2 Invito Software Programm 46
3.4.2.1 OrthoSlice 46
3.4.2.2 Object Manager 46
3.4.2.3 Object Editor 47
3.4.2.4 Light Editor 47
3.4.2.5 Surface Rendcring 47
3.4.3 Steigerndes Volume Growing 47
3.4.4 Konvergentes Volume Growing 48
3.4.5 Grauwertbereiche 49
3.4.6 Kantendetektion 49
3.5 ÜBERSICHT-SEGMENTATIONSVERFÄHREN 50
3.5.1 Tracheobronchialbaum 50
3.6 Andere anatomische Strukturen 51
4. ERGEBNISSE 53
4.1 Segmentation Tracheobronchialbaum 53
4.1.1 Durchführung 53
4.1.2 Darstellungsgenauigkeit 59
4.1.3 Schwellwerte 60
4.2 Segmentation anderer Strukturen 62
4.2.1 Tumor 62
4.2.2 Gefäße 62
4.2.2.1 Vena cava superior 63
4.2.2.2 Pulmonalarterien 64
4.2.2.3 Aorta 64
4.2.2.4 Skelettsystem 64
4.2.2.5 Mctallclips und Stcnts 65
4.3 VlSUALISERUNG DER SEGMENTIERTEN STRUKTUREN 65
4.4 Anwendung von invito VR 67
5. DISKUSSION 73
5.1 Segmentation des Tracheobronchialbaums 73
5.1.1 Vor- und Nachteile der verschiedenen Verfahren 74
5.1.1.1 Manuelle Segmentation 74
5.1.1.2 Schwellwertbasiertes Volume Growing 75
5.1.2 Automatische Segmentation - Vorteile und Grenzen 77
5.2 TSHJ1AX 78
5.2.1 Einflüsse 78
5.2.2 Ursache 78
5.3 Segmentation anderer Strukturen 79
5.3.1 Tumoren 79
2
5.3.2 Gefaßsystem 79
5.3.3 Skelcttsystem 80
5.3.4 Metallklipps und Stents 81
5.4 Visualisierungen 81
5.4.1 Oberflächen- versus Volumendarstellung 81
5.4.2 Externe und interne Ansicht 84
5.5 Virtuelle Realität 84
5.6 Virtuelle versus fireroptische Tracheobronchoskopie 85
5.6.1 Z.n. Lungentransplantation 86
5.6.2 Primäre Lungentumoren 87
5.6.3 Solitäre Lungcnrundhcrde 88
5.6.4 Mcdiastinalc Lymphadcnopathie 89
5.6.5 Hämoptyse 89
5.6.6 Zusammenfassende Beurteilung 90
6. ZUSAMMENFASSUNG 93
7. AUSBLICK 97
8. ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS 99
9. LITERATURVERZEICHNIS 101
10. WISSENSCHAFTLICHE VERÖFFENTLICHUNGEN 113
11. DANKSAGUNGEN 115
12. LEBENSLAUF 117
3
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