Multimodale Segmentierung und Klassifikation zerebraler Läsionen ...

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Methoden 18 WM GM σRausch σphysio µ σRausch σphysio µ H2O 2.2% 1.95% 80% 2.3% 0.56% 70% T1 61ms 28ms 1050ms 47ms 7.8ms 650ms T ∗ 2 7.1ms 6ms 65ms 8.2ms 0ms 60ms 3.5 In vivo Experimente Tabelle 1: σRausch, σphysio und µ für WM und GM Der Arbeit standen Daten von 4 MS-Patienten mit einem mittleren Alter von 42 ± 15 Jahren (im Altersbereich: 22-56 Jahren) zur Verfügung, wobei ein Patient zu zwei Zeitpunkten gemessen wurde. Außerdem standen die Daten von 7 gesunden Probanden mit einem mittleren Alter von 32 ± 6 Jahren (im Altersbereich: 25-39 Jahren) zur Verfügung. Diese wurden wie im Kapitel 2.2.2 beschrieben aufgenommen. Alle der Arbeit zugrunde liegenden Bilddateien wurden in Matlab7.5 (R2007b) mit der Funktion „dicomread()“ eingelesen und standen dann dort zur Weiterverarbei- tung zur Verfügung. Auch alle weiteren Verarbeitungen fanden in Matlab statt. In Abbildung 11 sind typische quantitative MRT-Karten von T1, T ∗ 2 und H2O eines MS-Patienten gezeigt. Die Entzündungs- bzw. Demyelinisierungsherde, auch Läsionen genannt, sind deutlich als dunkle bzw. helle Stellen in der weißen Substanz zu erkennen. In den folgenden Abschnitten wird nun zunächst die Vorbehandlung bzw. Filterung der Daten sowie die Segmentierung in weiße und graue Substanz sowie Hirnflüssigkeit dargestellt. Darüber hinaus wird beschrieben, mit welchem Ansatz Läsionen, insbesondere solche in der sogenannten tiefen weißen Substanz, segmentiert werden können. 3.5.1 Schädelknochen Im ersten Schritt wird die Schädeldecke von den Magnetresonanzaufnahmen entfernt, da diese keine MS-spezifischen Features enthält und somit nur eine Quelle für Rauschen darstellt. Dies wird basierend auf den T ∗ 2 -Karten durchgeführt, da dort ein guter Kontrast zwischen Knochen (kurzes T ∗ 2 ) und Gewebe darstellbar ist. Pixel mit einem T ∗ 2 Wert kleiner als 40ms werden da- her als Knochen angenommen und in einer binären Karte der Schädeldecke dargestellt. Darin noch enthaltene Lücken, auf Grund der verauschten T ∗ 2 Werte, werden mit der morphologischen Operation „Closing“ geschlossen. Das Closing verwendet dabei ein mit Matlab erstelltes schei- benförmiges Strukturelement mit Radius 6, also einer 109 Nachbarschaft. Abbildung 12 zeigt 18
Methoden 19 Abbildung 11: MS-Läsion in T1, T ∗ 2 und H2O-Karte. Die Läsion wurde zur Verdeutlichung in allen drei Karten mit einem roten Kreis umrandet. 19
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