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Matching von Angiographiebildern mit tomographischen Volumendaten

 
: Lacalli, Christina
: Wesarg, Stefan

Koblenz, 2006, 79 pp.
Koblenz/Landau, Univ., Dipl.-Arb., 2006
German
Thesis
Fraunhofer IGD ()
medical imaging; cardiology; computed tomography (CT); Digitally Reconstructed Radiography (DRR); image registration; medical visualization

Abstract
Die Koronararterien sind verantwortlich für die Versorgung des Herzmuskels mit Sauerstoff und Nährstoffen. Verengungen oder Verstopfungen dieser Gefäße können Herz-Kreislauf-Erkrankungen bis hin zum Herzinfarkt auslösen. Gegenwärtig stellt die invasive Koronarangiographie den Goldstandard innerhalb der Diagnostik dieser Erkrankungen dar. Eine alternative, nicht-invasive Untersuchungsmöglichkeit ist durch die Mehrschicht-Spiral-Computertomographie (MSCT) gegeben. Seit Einführung dieses Verfahrens 1998 ist die Fragestellung nach der Korrelation der aus den Volumendaten gewonnen Informationen über die Koronararterien mit denen aus der Koronarangiographie aufgekommen.
In dieser Arbeit wurde ein Matchingverfahren entwickelt, das es dem Mediziner erstmals ermöglicht, mit geringem Zeitaufwand und minimaler Interaktion, einzelne Angiogramme mit entsprechenden CT-Datensätzen des Thorax in Deckung zu bringen, um so Informationen über das Koronararteriensystem aus beiden bildgebenden Verfahren direkt miteinander vergleichen zu können. Das Verfahren basiert auf der Generierung künstlicher Projektionsbilder aus CT-Datensätzen des Thorax, sogenannter Digitally Reconstructed Radiographies (DRRs), und einer anschließenden Registrierung dieser mit den entsprechenden Koronarangiogrammen. Das entwickelte Verfahren umfasst darüberhinaus einen neuen Ansatz, um kontrastverstärkte Herzstrukturen, die die Sicht auf die Koronararterien in den Projektionsbildern stören, auszumaskieren. Dieser vorverarbeitende Schritt bildet eine wesentliche Grundlage, um eine anschließende Registrierung überhaupt durchführen zu können. Die Visualisierung der Ergebnisse erfolgt durch eine fusionierte Darstellung der beiden Bildmodalitäten, sowie durch eine Parallelansicht der registrierten Datensätze.

 

The coronary arteries are responsible for supplying oxygen-rich blood and nutrients to the heart muscle. Narrowed or obstructed vessels cause cardiovascular diseases up to heart attacks. Currently the invasive coronary angiography is the diagnostic gold standard. An alternative, non-invasive examination of the coronary arteries is given by multi-slice computer tomography (MSCT). Since this technique has been introduced in 1998, the question about the correlation between information about the coronary arteries in volume datasets and that in coronary angiograms, arose.
This work presents a matching approach that enables the physician to directly compare diagnostic results obtained by MSCT and coronary angiography respectively by superimposing the CT dataset and the appropriate coronary angiogram. The approach is based on generating digitally reconstructed radiographies (DRRs) and the subsequent registration of these images with the appropriate coronary angiogram.
In addition, a new method for eliminating contrast enhanced heart structures, which occlude the coronary arteries in the projected images, was developed. That preprocessing step is the basis for performing the registration of the two datasets.
The results of this work are visualized by fusioning the two modalities and by showing the registered datasets side by side.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-55398.html