Wesarg, Stefan (2007)
Automatisierte Analyse und Visualisierung der Koronararterien und großen Kavitäten des Herzens für die klinische Anwendung.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

Kurzbeschreibung (Abstract)

Es werden verschiedene Verfahren zur Analyse von Bilddaten des kardiovaskulären Systems behandelt. Damit wird eine Verbesserung sowohl der Diagnose als auch der Planung von eventuell notwendigen Eingriffen erreicht. Die beschriebenen Verfahren zeichnen sich durch eine hohe Automatisierung und Reproduzierbarkeit der Analyseergebnisse sowie ihre klinische Anwendbarkeit aus. Augenmerk wird vor allem auf die auf der Oberfläche des Herzens liegenden Herzkranzgefäße und die den Hauptteil des Herzens bildenden Kavitäten – das linke und rechte Ventrikel gelegt. Hier werden verschiedene im Rahmen dieser Arbeit entwickelte, neue Segmentierungs- und Analyseverfahren vorgestellt und diskutiert. Im Falle der Herzkranzgefäße sind das trackingbasierte Segmentierungsansätze, die die Basis für eine Analyse des Gefäßes hinsichtlich der Detektion und Vermessung von Stenosen, des Vorhandenseins von harten Arterienverkalkungen und der Zusammensetzung des umliegenden Gewebes bilden. Desweiteren wird ein Verfahren vorgestellt, das es ermöglicht, die damit erreichten Ergebnisse mit der Koronarangiographie – dem Gold-Standard – zu vergleichen. Für eine angepaßte Präsentation der Analyseergebnisse werden speziell entwickelte Verfahren für deren optimale Visualisierung als auch die der Bilddaten selbst vorgestellt. Letztere betreffend wird ein automatisches Verfahren eingeführt, mit dessen Hilfe sich Strukturen wie der Brustkorb ausmaskieren lassen, die die direkte Sicht auf das Herz stören. Für die Analyse von linkem (LV) und rechtem Ventrikel (RV) werden automatisierte Segmentierungsverfahren vorgestellt, aus deren Ergebnis sich die die Dynamik der Ventrikel beschreibenden physikalischen Parameter ableiten lassen. Für das LV wird eine umfassende, automatische und detaillierte Analyse der Wandbewegung, Wanddickenzunahme und Volumenänderung vorgestellt. Als neuer Deskriptor für die Dynamik wird die Asynchronität eingeführt. Die für das LV entwickelten Analyseverfahren werden auf das RV übertragen und ermöglichen so eine ganz neue Qualität dessen Analyse. Die Präsentation der berechneten Parameter erfolgt in einer standardisierten Weise entsprechend den Empfehlungen der American Heart Association. Als Erweiterung dieser Darstellungsmöglichkeit wird die direkte Visualisierung dieser Größen zusammen mit einem 3D-Rendering des LV eingeführt. Dies fließt ein in eine kombinierte Darstellung von dynamischen Parametern und Infarktbereichen des Herzens. Letztere werden zudem automatisch quantifiziert.

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