4D Medical Image Computing zur Modellbasierten Analyse atmungsbedingter Tumor- und Organbewegungen

4D 医学图像计算，用于基于模型的呼吸相关肿瘤和器官运动分析

• 批准号: 60515810
• 负责人: Professor Dr. Heinz Handels
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Medizinische Informatik (IMI)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2007-12-31 至 2013-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/60515810?language=en
• 关键词: 4D; Medical; Image; Computing; zur

Atmungsbedingte Organbewegungen stellen eines der Hauptprobleme der Strahlentherapie thorakaler und abdominaler Tumoren dar. Räumlich-zeitliche Bilddaten, auch 4D-Bilddaten genannt, haben der Strahlentherapie die Möglichkeit eröffnet, die räumlich-zeitliche Bewegung und Verformung von Tumoren und inneren Organen während der Atmung zu erfassen. Durch die am Institut für Medizinische Informatik entwickelte Rekonstruktionsmethode können artefaktreduzierte 4D-CT–Bilddaten zu beliebigen, vorgegebene Phasen des Atemzyklus in hoher Qualität erzeugt werden. Auf der Grundlage dieser 4D-Bilddaten werden im Rahmen des Projektes Methoden zur Modellierung und Analyse der atmungsbedingten Tumor- und Organbewegungen entwickelt. Zur Modellierung der Atembewegungen verschiedener Patienten werden unter Verwendung optimierter nicht-linearer Registrierungsalgorithmen 3D-Bewegungsfelder geschätzt. Auf der Grundlage der ermittelten Bewegungsfelder und 3D-Trajektorien werden zeitlich-räumliche Bewegungsamplituden von Landmarken, Tumoren und Organen und deren Interpatientenvariabilität quantifiziert. Hierbei kommt der Analyse der Lungentumormobilität und der Abhängigkeiten der atmungsbedingten Tumor- und Organbewegungen eine besondere Bedeutung zu. Es werden bewegungsorientierte Sicherheitssäume für die Bestrahlungsplanung ermittelt und die Einflüsse der respiratorischen Bewegung auf die 3D-Dosisverteilung im Körper untersucht. Weiterhin soll geprüft werden, inwieweit die zeitliche Auflösung der gemessenen 4D-Bilddaten in der strahlentherapeutische Anwendung durch den Einsatz der zu entwickelnden strukturorientierten und modellbasierten 3D-Bildinterpolationsverfahren bei vorgegebenen Fehlergrenzen reduziert werden kann. Für die klinische Anwendung beispielsweise im Rahmen der atmungsgegateten Strahlentherapie werden Verfahren zur beschleunigten Segmentierung der 4D-CTBilddaten sowie zur verbesserten Analyse von Abhängigkeiten der Bewegung verschiedener Bildstrukturen unter Verwendung der 3D-Bewegungsfelder untersucht.

胸、腹部肿瘤放射治疗的主要问题是器官损伤。Räumlich-zeitliche Bilddaten，也有4D-Bilddaten genannt，haben der Strahlentherapie die Möglichkeit eröffnet，die Räumlich-zeitliche Bewegung und Verformung von Tumoren und inneren Organen während der Atmung zu erfassen。在医学信息研究所的帮助下，重新构建了一种方法，该方法可以制作4D-CT-Bilddaten zu beliebigen，vorgegebene Phasen des Atemzyklus in hoher Qualität erzeugt韦尔登。基于基本的四维图像韦尔登，我们可以对肿瘤和器官进行建模和分析。Zur Modellierung der Atembewegungen verdedener Patienten韦尔登unter Verwendung optimierter nicht-linearer Registrierungsaltaymen 3D-Bewegungsfelder geschätzt.在基本的生物标志物和3D-Trajektorien韦尔登的基础上，我们可以从Landmarken、Tumoren和Organen中提取生物标志物样本，并对患者间的差异进行量化。因此，我们必须对肺肿瘤的活动性和对肿瘤和器官的吸收能力进行分析。Es韦尔登bewegungsororientierte Sicherheitssäckfür die Bestrahlungsplanung ermittelt und die Einflüsse der Comparatorischen Bewegung auf die 3D-Dosisvertetilung im Körper untersucht.然而，这也是韦尔登的原因，因为通过引入结构导向和基于模型的三维图像插值方法，可以使三维图像在最小化韦尔登的情况下，在最小化的情况下，在最小化的为了在定向放射治疗韦尔登中获得最佳的临床应用，我们对4D-CT图像数据进行了最佳的分割，并对3D-CT图像数据进行了最佳的分析。