Dipl.-Ing. Jana Dornheim
 
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
Fakultät für Informatik
Institut für Simulation und Graphik
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Modellbasierte Segmentierung von Blutgefäßen des Halses mit einem Stabilen Feder-Masse-Modell

Um die präoperative Planung von Tumorresektionen im Hals zu unterstützen, ist eine Segmentierung diverser anatomischer Strukturen des Halses aus Computertomographie-Daten erforderlich. Aufgrund des hohen Weichgewebeanteils im Hals haben benachbarte Strukturen hier oft nur geringe bis keine Grauwertunterschiede. Daher ist zur Segmentierung die Nutzung von Formwissen über die Zielstruktur vonnöten.
In dieser Aufgabenstellung soll die Eignung eines Stabilen 3D-Feder-Masse-Modells zur Segmentierung der Blutgefäße des Halses (A. carotis, V. jugularis) untersucht werden. Das Modell kann entlang einer Skelettlinie des Blutgefäßes angelegt und mit einem kreisrunden Querschnitt initialisiert werden.

3D-Darstellung der A. carotis

CT-Datensatz des Halses mit enthaltener A. carotis und V. jugularis


Modellbasierte Segmentierung des M. sternocleidomastoideus mit einem Stabilen Feder-Masse-Modell

Um die präoperative Planung von Tumorresektionen im Hals zu unterstützen, ist eine Segmentierung diverser anatomischer Strukturen des Halses aus Computertomographie-Daten erforderlich. Aufgrund des hohen Weichgewebeanteils im Hals haben benachbarte Strukturen hier oft nur geringe bis keine Grauwertunterschiede. Daher ist zur Segmentierung die Nutzung von Formwissen über die Zielstruktur vonnöten.
In dieser Aufgabenstellung soll die Eignung eines Stabilen 3D-Feder-Masse-Modells zur Segmentierung des schrägen Halsmuskels (M. sternocleidomastoideus) untersucht werden. Das Modell kann entlang einer Skelettlinie des Muskels angelegt werden, wobei der Querschnitt je nach Patient stark variiert. Geeignete Interaktionsformen können hier zu einer guten Startplatzierung des Modells führen.

3D-Darstellung des M. sternocleidomastoideus

CT-Datensatz des Halses mit enthaltenem M. sternocleidomastoideus


Entwurf und Bewertung von Interaktionsformen zur Nachkorrektur von Segmentierungsergebnissen

Auch im Falle modellbasierter Segmentierungsverfahren sind häufig manuelle Nachkorrekturen auszuführen. Um diese gerade im präoperativen / klinischen Szenario einfach und effizient vornehmen zu können, sind geeignete Interaktionsformen gefragt, die über das Einzeichnen der Kontur in jeder einzelnen Schicht hinausgehen. Das vorhandene Formwissen über die segmentierte Struktur (z.B. in Form des zur Segmentierung verwendeten Modells) kann genutzt werden, um den manuellen Aufwand zur Nachkorrektur zu reduzieren. In dieser Aufgabenstellung sollen zwei- und dreidimensionale Verfahren zur Nachkorrektur entworfen, implementiert und evaluiert werden.

Untersegmentierung bedarf manueller Nachkorrektur


Laufende Diplomarbeiten

  • zur Zeit keine

Abgeschlossene Diplomarbeiten

  • Heiko Seim, "Modellbasierte Segmentierung von Lymphknoten in CT-Daten des Halses", Dezember 2005 (pdf)

  • Jeanette Cordes, "Entwurf eines Software-Assistenten zur Segmentierung anatomischer Strukturen des Halses (CT-Daten) für die präoperative Planung von Neck Dissections", September 2005 (pdf)

  • Daniel Eicke, "Detektion von Lymphknoten in Hals CT-Datensätzen", Mai 2005 (pdf)