Tierärztliche Hochschule Hannover Entwicklung von Methoden zur ...

DISKUSSION
Da die in der Literatur beschriebenen Methoden zur Bestimmung der Schwellenwerte nicht
vielversprechend schienen (z. B. MÜLLER et al. 1996), wurde in der vorliegendem Arbeit die
Bestimmung der Schwellenwerte visuell mithilfe eines Histogramms vorgenommen.
Die Ergebnisse zeigten, dass für eine Segmentierung von Implantaten oder Knochen der obere
Schwellenwert etwa der mittleren CT-Zahl + 3σ entsprechen musste, während für den unteren
Schwellenwert die mittlere CT-Zahl - 3σ notwendig war (Kap. 4.4). Bei oberen Schwellen-
werten, die niedriger bzw. bei unteren Schwellenwerten, die höher lagen, erschienen die
Konturen der Magnesiumimplantate oder der Kortikalis im Schnittbild nicht mehr glatt,
sondern ausgefranst. Außerdem entstanden im Implantat oder im Knochengewebe scheinbar
einzelne „Löcher“. Zusammenfassend ergibt sich, dass bei steigendem Pixelrauschen sich die
für eine Segmentierung notwendigen oberen Schwellenwerte auf der CT-Wert-Skala nach
oben und die unteren Schwellenwerte auf der CT-Wert-Skala nach unten verschieben. Bei
Strukturen, deren mittlere CT-Zahlen relativ nah zusammen liegen, überlappen sich hierdurch
die Voxelwerte beider Strukturen bei zunehmendem Pixelrauschen immer mehr, was eine
zuverlässige Segmentierung erschwert.
Die einzige Möglichkeit, zwei Materialien mit überlappenden CT-Zahlen genau zu
segmentieren, besteht dann, wenn sich die Materialien nicht vermischen und eine visuelle
Abgrenzung beider Strukturen klar möglich ist. Es können dann ROIs entlang der jeweiligen
Materialgrenze manuell eingezeichnet werden, die eine Segmentierung ermöglichen. Die
ROIs müssen in diesem Fall den Konturen der zu segmentierenden Struktur genau
entsprechen. Wenn dennoch innerhalb einer ROI Voxel aus unterschiedlichen Strukturen
liegen, die sich zahlenmäßig überschneiden, können Voxel mit einer CT-Zahl im sich
überschneidenden Bereich nicht mehr zuverlässig einem Material zugeordnet werden.
Denkbar ist z. B., dass Knochenmaterial in die Poren eines Magnesiumimplantates wächst. In
dem Bereich, wo Legierung und Knochengewebe zusammen vorkommen, ist, soweit die CT-
Zahlen der Legierung und des Knochens teilweise gleich sind, eine Segmentierung zur
quantitativen Auswertung von Dichtewerten nicht mehr möglich. Das Maß der Überlappung
der Voxelwerte zweier Materialen kann verringert werden, indem bewusst Scanparameter
gewählt werden, die ein niedrigeres Pixelrauschen bewirken. Die zweite Möglichkeit, sich
überschneidende CT-Zahlen zu vermeiden, besteht darin, die mittlere Photonenenergie zu
optimieren. Dadurch können bessere Kontraste zwischen verschiedenen Materialien erreicht
130