Was ist Fusion und Hybrid – aus Sicht des Informatikers

Ein wesentlicher Schritt bei der diagnostischen Aufarbeitung multimodaler Bilder der Brust ist die Zusammenführung (Fusion) der morphologischen, funktionalen oder metabolischen Information, welche auf Ebene der Pixeldaten, aber auch auf Ebene höherer Abstraktionsstufen der Bildinformation erfolgen kann. Während hybride Systeme bereits während der Bildgenerierung Störfaktoren wie wechselnde Patientenlagerung ausschließen und so eine räumliche Korrespondenz zwischen den Modalitäten herstellen, bedarf die Fusion von Bilddaten, die mittels konventioneller Systeme sequentiell generiert wurden, einer Nachbearbeitung durch Softwarealgorithmen. Bei ähnlicher Patientenlagerung und Kompression der Brust kann durch Anwendung konventioneller Bildregistrierungsalgorithmen eine annähernd pixelgenaue räumliche Korrespondenz zwischen den 3D Bildvolumen der Modalitäten PET, CT und MRT hergestellt werden. Die softwaregestützte Fusion von Bilddaten, in denen die Brust sowohl aufgrund stark variierender Patientenlagerung und Brustkompression als auch bedingt durch die verschiedenen technischen Ansätze der Bildgebung ein sehr unterschiedliches Erscheinungsbild hat, bedarf komplexerer Algorithmen. Biomechanische Deformationsmodelle bzw. Landmarken-basierte geometrische Modelle der Burst, die anhand der Bildinformation individuell parametrisiert werden, erlauben es den Einfluss von Kompression und Lagerung auf die anatomische Form der Brust zu simulieren, um so computergestützt korrespondierende Geweberegionen in den Aufnahmen unterschiedlicher Modalitäten zu identifizieren.

Auf einer deutlich höheren Abstraktionsstufe setzen neuartige CAD Algorithmen an. Ziel dieser Algorithmen ist die Fusion der Bilddaten in Form von abstrakten, BI-RADS-ähnlichen Gewebemerkmalen, welche in den Bildern verschiedener Modalitäten bestimmt und zu einer quantitativen Malignitätsabschätzung aggregiert werden.

Lernziele:

computergestützte Bildfusion, CAD

Korrespondierender Autor: Twellmann T

MeVis BreastCare GmbH & Co. KG, Universitaetsallee 29, 28359 Bremen

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