Mathematische Symbole

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Detlef Graf
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1 Abkürzungen Mathematische Symbole VII IX 1 Einleitung Applikationen Pedikelverschraubung Kreuzbandersatz Intrakranielle Tumorchirurgie Bildgebende Modalitäten Computertomographie Magnetresonanztomographie Ultraschall CT- und MRT-Daten: Gegenüberstellung Navigierte Chirurgie Trackingsysteme Registrierung Registrierung von 3D-Ultraschall mit CT- oder MRT-Daten Segmentierung medizinischer Bilddaten Allgemeine Segmentierverfahren Level Set-Segmentierung Segmentierung anatomischer Strukturen aus MRT-Daten Optimierungstrategien Ziele dieser Arbeit Daten Knochenmodelle Probanden und Patienten CT-Daten I

2 II Inhaltsverzeichnis 2.4 MRT-Daten Ultraschall-Daten Methoden Datenvorverarbeitung Isotrope Auflösung MRT-Daten Ultraschall-Daten Ultraschallaufnahme-Protokolle LWS Femur Schädel Ultraschallkalibrierung Ultraschall 3D-Rekonstruktion Registrierung Registrierung von Ultraschall und CT-Daten Registrierung von Ultraschall- und MRT-Daten Registrierung von CT- und CT-Daten Landmarkenbasierte Registrierung Vorregistrierung mittels eines US 2D-Schichtbildes Optimierungsstrategie CMA-ES Rprop Methoden für die Evaluierung Statistische Merkmale Target Registration Error Targets Das ultraschallbasierte Navigationssystem Hardware Trackingsystem Navigationsrechner und Framegrabberkarte Ultraschallgerät Systemarchitektur der ultraschallbasierten Navigation Datenbank Präoperativ Intraoperativ

3 III 4.3 Intraoperatives Setting Implementierung MRT-Sequenzen zur Darstellung der Knochenoberfläche MRT-Sequenzen Beschreibung Knie LWS Kopf Ergebnisse Knie LWS Kopf Diskussion Segmentierung von Knochenstrukturen aus MRT- und CT-Daten Daten Shape-based Level Set-Segmentierung Shape-Modelle Initialisierung Segmentierung Laplacian Level Set-Segmentierung Shape-Modelle Allgemeine Methoden für die Auswertung der Segmentierungsergebnisse Ergebnisse Segmentierung des Femurs aus MRT-Daten: Optimierungsfunktion Segmentierung des Femurs aus MRT-Daten: Präzision und Genauigkeit bestimmter Optimierungsfunktionen Segmentierung des Femurs aus MRT-Daten: Optimierungsstrategie Segmentierung des Femurs aus MRT-Daten: Laplacian Level Set- Segmentierung Segmentierung von Wirbeln aus MRT-Daten Segmentierung einzelner Wirbel aus CT-Daten Diskussion Segmentierung des Femurs aus MRT-Daten: Optimierungsfunktion Segmentierung des Femurs aus MRT-Daten: Präzision und Genauigkeit bestimmter Optimierungsfunktionen

4 IV Inhaltsverzeichnis Segmentierung des Femurs aus MRT-Daten: Optimierungsstrategie Segmentierung des Femurs aus MRT-Daten: Laplacian Level Set- Segmentierung Segmentierung von Wirbeln aus MRT-Daten Segmentierung einzelner Wirbel aus CT-Daten Automatisierung der präoperativen Bildverarbeitungsprozesse Pipeline: Extraktion der Femuroberfläche aus CT-Daten Pipeline: Extraktion der Wirbeloberfläche aus CT-Daten Pipeline: Extraktion der Femuroberfläche aus MRT-Daten Pipeline: Extraktion der Wirbeloberfläche aus MRT-Daten Komponenten der präoperativen Bildverarbeitungs-Pipelines Segmentierung einzelner Knochen Scanpfad matching Ultraschall-Simulation Extraktion der Knochenoberfläche einzelner Knochen Evaluierung Ergebnisse Diskussion Ultraschallbasierte Registrierung Daten Knochenmodelldaten Probandendaten: LWS Probandendaten: Knie Probandendaten: Kopf Ergebnisse Präzision der Registrierung Knochenmodelle Probanden und Patienten Diskussion Knochenmodelle Patienten und Probanden Zusammenfassung 145 A Abkürzungen MRT-Sequenzen 151

5 V B Medizinische Begriffe 155 C Segmentierung: Ergebnistabellen 159 Literaturverzeichnis 159 Abbildungsverzeichnis 187 Tabellenverzeichnis 191 Danksagung 193 Lebenslauf 195

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