Training und Evaluation eines modellbasierten automatischen Segmentationsverfahrens in MRT-Bildern des Kniegelenkknorpels:
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2013
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INHALTSVERZEICHNIS
I EINLEITUNG 4
II MOTIVATION, ZIEL- UND PROBLEMSTELLUNG 6
III GRUNDLAGEN 7
1 DAS KNIEGELENK - ANATOMIE UND FUNKTION 7
2 VERAENDERUNGEN UND ERKRANKUNGEN DES KNIEGELENKS 12
2.1 GRUNDLAGEN 12
2.2 VERAENDERUNGEN DES ALTERNDEN UND KRANKEN GELENKS 13
2.3 ARTHROSE 13
2.3.1 ALLGEMEINES 13
2.3.2 AETIOLOGIE UND PATHOGENESE 14
2.3.3 SYMPTOMATIK DER GONARTHROSE IS
2.3.4 RISIKOFAKTOREN 15
2.3.5 THERAPIE 16
2.3.6 STADIENEINTEILUNG DER GONARTROSE 19
2.4 ENTZUENDLICHE GELENKERKRANKUNGEN 19
2.4.1 RHEUMATOIDE ARTHRITIS (RA) 21
2.4.2 GICHT-ARTHRITIS 21
2.4.3 LYME- BORRELIOSE 22
3 UNTERSUCHUNGSMOEGLICHKEITEN DES KNIEGELENKS: DIAGNOSTIK UND BILD
GEBENDE VERFAHREN 23
3.1 DIE RADIOLOGISCHE UNTERSUCHUNG - EIN ZWEIDIMENSIONALES
BILDGEBUNGSVERFAHREN 23
3.2 ARTHROSKOPIE 24
3.3 DREIDIMENSIONALE BILDGEBUNGSVERFAHREN 26
3.3.1 COMPUTERTOMOGRAPHIE (CT) 26
3.3.2 MAGNETRESONANZTOMOGRAPHIE (MRT) 26
1
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IMAGE 2
4 SEGMENTIERUNG IN DER MEDIZINISCHEN BILDVERARBEITUNG 31
4.1 BEGRIFFSKLAENING 31
4.2 VERFAHREN 31
4.2.1 PIXELORIENTIERTE VERFAHREN 32
4.2.2 KANTENORIENTIERTE VERFAHREN 32
4.2.3 REGIONENORIENTIERTE VERFAHREN 32
4.2.4 MODELLBASIERTE VERFAHREN 33
4.3 GRUNDLAGEN DER AUTOMATISCHEN SEGMENTIERUNGSMETHODEN 33
IV MATERIAL UND METHODEN 36
5 BILDDATEN 36
6 METHODIK 3 6
6.1 ERSTELLUNG DER FORMMODELLE 36
6.1.1 MANUELLE SEGMENTIERUNG DER BILDDATENSAETZE UND IMPLE MENTIERUNG
DER ALGORITHMEN 36
6.2 MESHGENERIERUNG 37
6.3 MESHREDUKTION, REGISTRIERUNG UND LANDMARKENGENERIERUNG - GRUND
LAGEN 41
6.3.1 MESHREDUKTION 41
6.3.2 REGISTRIERUNG 4 4
6.3.3 LANDMARKENGENERIERUNG 44
6.4 VORGEHENSWEISE BEI DER OBERFLACHENVEREINFACHUNG, REGISTRIERUNG UND
LANDMARKENGENERIERUNG 45
6.5 AUTOMATISCHE SEGMENTIERUNG - GRUNDLAGEN 46
6.5.1 ACTIVE CONTOURS 46
6.5.2 ACTIVE SHAPE MODELS (ASM) 4 7
6.6 AUTOMATISCHE SEGMENTIERUNG - EVALUIERTE METHODE 4 7
6.6.1 TRAINING 4 7
6.6.2 AUTOMATISCHE SCHWELLWELTBESTIMMUNG 4 7
6.6.3 SEGMENTIERUNG DES FEMURKNOCHENS 4 8
6.6.4 KNORPELSEGMENTIERUNG 49
6.6.5 INTENSITAETSBASIERTE VERFEINERUNG DER SEGMENTIERUNG . . . . 49 6.7
EVALUATION 51
6.7.1 ALLGEMEIN 51
6.7.2 STAPLE 52
2
IMAGE 3
6.7.3 DICE-KOEFFIZIENT
V ERGEBNISSE
VI DISKUSSION
VII ZUSAMMENFASSUNG
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
TABELLENVERZEICHNIS
LITERATURVERZEICHNIS
VIII DANKSAGUNG
IX CURRICULUM VITAE
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