MDCK-MRP2 - Dkfz

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Forschungsschwerpunkt B
Funktionelle und Strukturelle Genomforschung
Segmentierung benötigt wird. Anhand der auf diese Weise
gewonnen Daten können die Segmentierungswerkzeuge
verbessert und auch um neue ergänzt werden.
Die im Bereich der Segmentierung medizinischer Bilder gesammelten
Erfahrungen und die ständig wachsende Menge
zu segmentierender Bilddaten (verbesserte Auflösung
der bildgebenden Verfahren) und der damit verbundene
immer noch sehr hohe Zeitaufwand machen es notwendig,
die momentan vorhandenen schichtbasierten 2D-Segmentierungsverfahren
durch neue 3D-Verfahren zu ergänzen.
So wurde die Entwicklung von dreidimensionalen Segmentierungstools
weiter vorangetrieben. Insbesondere
wurde damit begonnen, die interaktive Kontrolle deformierbarer
Modelle zu realisieren. Des Weiteren werden statistische
Formmodelle auf ihre Anwendbarkeit hin - beispielsweise
für die Segmentierung von Herzdaten - untersucht.
Die untersuchten 3D-Methoden zeigen erste vielversprechende
Ergebnisse und lassen somit die weitere Verbesserung
des Segmentierungsprozesses erwarten.
Publikationen (* = externer Koautor)
[1] Wolf, I., Hastenteufel, M., *De Simone, R., Vetter, M.,
Glombitza, G., *Mottl-Link, S., Meinzer, H.-P.: ROPES: A Semi-Automated
Segmentation Method for Accelerated Analysis of
Three-Dimensional Echocardiographic Data. IEEE Transactions on
Medical Imaging, (accepted for publication)
[2] Kunert, T., Cárdenas, C.E., *Diehl, S., *Duber, Ch., Meinzer,
H.-P.: Problems of interactive segmentation, Biomed Tech (Berl)
2002;47 Suppl 1 Pt 2:933-5
[3] Kunert, T., Heiland, M., Meinzer, H.-P.: User-driven segmentation
approach: interactive snakes, In: Sonka M, Fitzpatrick JM
(Hrsg), SPIE Medical Imaging 2002: Image Proccessing, Bd.
4684, SPIE – The International Society for Optical Engineering,
Bellingham, 1382-1389, 2002
[4] Wolf, I., Eid, A., Vetter, M., Hassenpflug, P., Meinzer, H.-P.:
Extension of 2D segmentation methods into 3D by means of
Coons-patch interpolation. In Sonka M, Fitzpatrick JM (eds).
Proc. SPIE Medical Imaging 2003: Image Processing, Vol. 5032,
p. 1413-1420 (ISBN 0-8194-4833-8).
[5] Wolf, I., Eid, A., Vetter, M., Hassenpflug, P., Meinzer, H.-P.:
Segmentierung dreidimensionaler Objekte durch Interpolation
beliebig orientierter, zweidimensionaler Segmentierungsergebnisse.
In Wittenberg T, Hastreiter P, Hoppe U, Handels H,
Horsch A, Meinzer HP (eds). Bildverarbeitung für die Medizin
2003. Berlin: Springer (2003) 343-347 (ISBN: 3-540-00619-2).
[6] Kunert, T., Schröter, A., Heimann, T., Schöbinger, M.,
Böttger, T., Wolf, I., Meinzer, H.-P.: Interactive Segmentation in
the CHILI (Tele-)Radiology System. In: Computer Aided Surgery
CURACscience (ISSN 1619-0718). (2003)
Computerunterstützte Operationsplanung in
der Herzchirurgie
I. Wolf, M. Hastenteufel, H.-P. Meinzer
In Zusammenarbeit mit: Prof. Dr. S. Hagl, PD Dr. R. De Simone,
PD Dr. Chr. F. Vahl, Dr. Sibylle Mottl-Link, Herzchirurgie,
Chirurgische Klinik, Univ. Heidelberg
Das Projekt wird finanziert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft
im Rahmen des Sonderforschungsbereiches SFB 414
„Informationstechnik in der Medizin - Rechner- und sensorgestützte
Chirurgie“.
Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Anpassung
neuer Bild-basierter diagnostischer Methoden für die Herzchirurgie.
Spezielle Software wird für die funktionelle and
anatomische Analyse zur Unterstützung einer Patientenindividuellen
Behandlung als auch für die krankheitsspezifische
Forschung entwickelt. Großer Wert wird auf die Integration
der Software in den klinischen Alltag gelegt. Die
Abteilung B010
Medizinische und Biologische Informatik
DKFZ 2004: Wissenschaftlicher Ergebnisbericht 2002 - 2003
Software unterstützt die pre-, intra- als auch die post-operative
Visualisierung und Quantifizierung der Herzfunktion
sowie der Herzdynamik. Die entwickelten Methoden und
Algorithmen basieren auf drei- und vierdimensionalen Ultraschall-,
CT und MR-Daten. Aufgrund klinischer Anforderungen
werden neue Bildverarbeitungsmethoden, insbesondere
Segmentierungsalgorithmen und interaktive Segmentierungstools
entwickelt.
Zur Bereitstellung der Methoden für die klinische Nutzung
wurden die Methoden in eine einheitliche Software-Umgebung
integriert. Das entwickelte Software-System Echo-
Analyzer enthält zur Zeit interaktive, vierdimensionale
Volumenvisualisierung von Morphologie-/Doppler-Information
[1], Quantifizierung und Darstellung des zeitlichen
Verlaufs des Regurgitationsvolumens, Segmentierungsalgorithmen
[4,7] zur Messung von Ejektionsfraktion, Herzzeitvolumen,
zur Verbesserung der Genauigkeit der Regurgitationsvolumen-Bestimmung
und zur Annulus-Segmentierung,
hybride Visualisierung des segmentierten Annulus zusammen
mit der Morphologie- und/oder der Blutfluss-Information
[2], die Doppler-Signal-basierte Herzzeitvolumen-Quantifizierung
der sphärischen Integration von Geschwindigkeitsvektoren
(SIVV), sowie die winkelkorrigierte Darstellung
von Flussprofilen in Arealen annähernd laminaren Flusses
zur Beurteilung verschiedener Bauformen und Implantationsorientierungen
von künstlichen Herzklappenprothesen
und Methoden zur Bewegungsanalyse der Herzens [3].
Neue Entwicklungen beschäftigen sich mit der Rekonstruktion
und Erfassung von vektoriellen Bewegungs- und Fluss-
Informationen mittels Doppler-Ultraschall [5,6].
Publikationen (* = externer Koautor)
[1] Wolf, I., *De Simone, R., Hastenteufel, M., Kunert, T.,
*Mottl-Link, S., Meinzer, H.-P.: Visualization techniques for improved
orientation in three-dimensional echocardiography. In:
Min SK (Hrsg), SPIE Medical Imaging 2002: Visualization, Image-
Guided Procedures, and Display, Bd. 4681, SPIE – The International
Society for Optical Engineering, Bellingham, 380-387, 2002
[2] Wolf, I., *De Simone, R., Hastenteufel, M., Kunert, T., Link,
S., Meinzer, H.-P.: Virtual Reality in 3D Echocardiography: Dynamic
Visualization of Atrioventricular Annuli Surface Models and
Volume Rendered Doppler-Ultrasound. In: Westwood J.D.,
Hoffman H. M., Robb R. A., Stredney D. (eds), Medicine Meets
Virtual Reality 2002. Washington, DC: IOS Press (2002) 580-
585.
[3] Hastenteufel, M., Wolf, I., *De Simone, R., *Mottl-Link, S.,
Meinzer, H.-P.: Heart wall motion analysis by dynamic 3D strain
rate imaging from tissue Doppler echocardiography. In: Anne V.
Clough, Chin-Tu Chen (eds), SPIE Medical Imaging 2002: Physiology
and Function from Multidimensional Images, Vol. 4683, SPIE -
The International Society for Optical Engineering, Bellingham,
160-167, 2002
[4] Wolf, I., Hastenteufel, M., *De Simone, R., Vetter, M.,
Glombitza, G., *Mottl-Link, S., Meinzer, H.-P.: ROPES: A Semi-Automated
Segmentation Method for Accelerated Analysis of
Three-Dimensional Echocardiographic Data. IEEE Transactions on
Medical Imaging, (accepted for publication)
[5] Hastenteufel, M., *Mottl-Link, S., Wolf, I., *De Simone, R.,
Meinzer, H.-P.: A Method for the calibration of 3D ultrasound
transducer. In Galloway RL (ed), SPIE Medical Imaging 2003. Visualization,
Image-Guided Procedures, and Display, Vol. 5029,
Bellingham, 2003, p. 231-238
[6] Hastenteufel, M., Wolf, I., *Mottl-Link, S., DeSimone, R.,
Meinzer, H.-P.: Reconstruction of velocity fields inside the myocardium
using Tikhonov regularization. In Clough AV, Amini AA
(eds). SPIE Medical Imaging 2003: Physiology and Function:
Methods, Systems, and Applications, Vol. 5031, Bellingham,
2003, p. 43-53