Segmentierung von Kopf-Halsmuskelstrukturen im MR-DICOM-Bild und deren 3D-Rekonstruktion
Als großer innovativer Fortschritt in der Medizin ermöglichen die bildgebenden computergestützten Verfahren vielfältige diagnostische, therapeutische und wissenschaftliche Anwendungsmöglichkeiten. Sie erreichen eine in der Vergangenheit nicht vorstellbare Auflösung und Detailgenauigkeit. Es ist möglich geworden, anatomische Strukturen in-vivo vom Körper eines Menschen computergestützt zu selektieren, zu differenzieren und diese auf einem Computerbildschirm dreidimensional zu rekonstruieren und zu visualisieren. Hieraus ergeben sich auch in der medizinischen Lehre große Vorteile, die z.B. computergestützte Visualisierung von dreidimensional rekonstruierten anatomischen Strukturen, die anhand von zweidimensionalen MRT-Schichtaufnahmen segmentiert worden sind. Die Visualisierung der dreidimensional rekonstruierten Strukturen kann gleichzeitig mit der Visualisierung der MRT-Schichtaufnahmen erfolgen, so daß in dieser Beziehung die korrekten topographischen Verhältnisse der anatomischen Strukturen verdeutlicht werden können. Es erscheint sinnvoll, derartige Ansätze in neue Atlanten umzusetzen. Das Ziel dieser Studie war es, einen Bilddatensatz anzufertigen, der den heutigen computertechnischen Möglichkeiten der MR-Tomographen gerecht wird. Dieser Datensatz sollte die modernen Möglichkeiten eines in-vivo Verfahrens umsetzen, d.h. eine hohe Auflösung und eine hohe Detailgenauigkeit aufweisen. Dazu wurden in dieser Studie die relevanten muskulären Strukturen der Kopf- und Halsregion an hochauflösenden kernspintomographischen Schichtaufnahmen in frontaler Schnittführung segmentiert. Durch die Verwendung der Abbildungen des „Atlas of the Human Brain“ (Mai et al., 2004) als transparente Templates auf die Schichtaufnahmen des MR-Bilddatensatzes konnte die Differenzierung und Klassifizierung der muskulären Strukturen in den Bereichen erleichtert werden, die wegen des schlechten Kontrastverhältnisses sonst nur unzureichend genau zu segmentieren gewesen wären. So konnte in der Abgrenzung der anatomischen Strukturen eine erhöhte Genauigkeit erzielt werden. Die Studie ergab: 1.) Durch die interaktive manuelle Integration von Abbildungen als transparente Templates in den MR-Bilddatensatz, wie sie hier mit Hilfe des „Atlas of the Human Brain“ erfolgte, und durch die manuelle Segmentierung der muskulären Kopf- und Halsstrukturen, ist es gelungen, einen Datensatz zu erstellen, der neben der hohen Auflösung und Detailgenauigkeit eine korrekte topographische Visualisierung von 3D-Kopf- und Halsmuskelstrukturen zu den korrespondierenden MRT-Schichtaufnahmen erlaubt. 2.) Der erstellte Referenzdatensatz ist als Datengrundlage für eine Interpretations- und Orientierungshilfe geeignet sowohl für die Lehre wie für die klinische Anwendung. 3.) Die dreidimensionalen Rekonstruktionen von zweidimensionalen anatomischen Strukturen auf der Grundlage von vektoriellen Daten gestatten durch ihre einfache Austauschbarkeit zwischen verschiedenen Systemen vielfältige weitere Anwendungsmöglichkeiten.
Autor: Dr Schumann
