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MedVis 2 - Projektpraktikum Bildgebung: Artefakte Kontrastmittel Fusion/Kombigeräte Gliederung Î Artefakte Î Kontrastmittel Î Bildgebung: Fusion / Kombi-Bilder Î Fusion / Kombi-Bilder Î 3D Image Fusion Î Kombigeräte / Hybridkamerasysteme Artefakte Î allgemeine Definition: (lat.: „ars“ Kunst und „factum“ das Gemachte) - Kunstprodukt; (un)absichtlich, künstlich herbeigeführte Veränderung - durch menschliche oder technische Einwirkung entstandenes Phänomen Î in der Medizin entstehen Artefakte durch: - menschliche Selbstbeschädigung (Betrug, Psyche, Bewegung) - technische Störungen z.B. Radiologie -> Ringartefakte (fehlerhafte Sensoren oder falsche Kalibrierung) -> Streifenartefakte (hohe Dichte im Strahlengang) -> Artefakte in Form heller, kleiner Punkte Kontrastmittel Î allgemeine Definition: Stoff, der Bildkontrast verstärkt und besser sichtbar macht Î in der Medizin: Arzneimittel, das die Darstellung (von Strukturen und Funktionen des Körpers) in bildgebenden Verfahren verbessert Î Î Ziel: Zusatzinformationen gewinnen zwei Indikationsmöglichkeiten: - strukturelle (morphologische) - funktionelle (physiologische) Kontrastmittel - Röntgendiagnostik Î röntgenpositive Kontrastmittel (Absorption der Röntgenstrahlen) - bariumsulfathaltige KM -> Darstellung des Magen-Darm-Traktes - jodhaltige injizierbare KM -> in (Blut-) Gefäße oder Gewebe gespritzt - jodhaltige nicht-injizierbare KM -> Magen-Darm-Diagnostik Î röntgennegative Kontrastmittel (Durchlassen der Röntgenstrahlen) - Luft -> Dickdarm - CO2 -> Alternative zu jodhaltigem KM (ins Gefäßsystem injiziert) - Methylzellulose -> Dünndarm Kontrastmittel - Magnetresonanztomografie Î MRT - Kontrastmittel Änderung des magnetischen Verhaltens von Gewebe (vereinfacht) - Gadolinium -> in Armvenen injiziert -> vermehrte Durchblutung, daher Entzündungen und Tumore besser sichtbar - Superparamagnetische Eisenoxidpartikel (SPIO) -> durch Tropfinfusion verabreicht -> durch Leber und Milz aufgenommen Kontrastmittel - Weiteres Î Sonografie -> gasgefüllte Mikrobläschen-Kontrastmittel (microbubbles) (beim kontrastmittelverstärkten Ultraschall) Î Indocyaningrün / ICG Diagnostik -> fluoreszierender Farbstoff -> intravenös verabreicht -> Herz, Kreislauf, Leber, Augen Î allgemeine Nebenwirkungen -> Übelkeit, Erbrechen, Juckreiz, Krämpfe, Hautausschlag, Atemnot, unangenehmer Geschmack -> bei Schilddrüsenüberfunktion kein jodhaltiges KM -> bei Patienten mit schlechter Nierenfunktion Bildgebung: Fusion / Kombi-Bilder Î 3 Arten: - sog. „side by side“ Analyse (von Arzt durchgeführt) - software-basierte Ansätze -> allg. Bildfusion 3 Schritte: 1. Merkmalsextraktion 2. Fehlerdefinition 3. Fehlerminimierung - Hybrid-Kamerasysteme (nahezu simultane Akquisition von Bilddatensätzen) Fusion / Kombi-Bilder Î Informationen aus der molekularen (PET/SPECT) und anatomischen (CT/MRT) Bildgebung werden kombiniert, um diagnostische Sicherheit zu verbessern Î Beispiel für retrospektive Bildfusion von PET und CT Bildern (elektronische Überlagerung) - CT liefert anatomische Strukturen (Knochen, Organe) - PET liefert biologische Prozesse (Stoffwechselvorgänge) -> Vorteil: - kleinere Tumore und Metastasen besser sichtbar und genauere Lokalisation - Treffsicherheit bei Punktierung Fusion / Kombi-Bilder Î Beispiel für retrospektive Bildfusion von MRT und PET Bildern (elektronische Überlagerung) - MRT liefert detaillierte Auflösung und hohen Kontrast (Weichteile) - PET liefert biologische Prozesse (erhöhte Stoffwechselaktivität) -> Vorteil: - Verlauf neurologischer Störungen besser verfolgen und erforschen (z.B. Parkinson, Epilepsie, … ) - Früherkennung von Alzheimer möglich -> Bisher: - kognitive Störung und Verringerung der Hirnvolumens in einem Schritt nicht möglich 3D Image Fusion Î 3D-Doctor unterstützt mehrere Bildfusion Funktionen, um Bilder unterschiedlicher Modalitäten zu kombinieren 1. Color Fusion z.B.: CT Bild einer Leber in rot, MRT Bild der selben Leber in grün -> Verschmelzung der beiden Farbbilder 2. Focus Fusion behebt das Problem der begrenzten Tiefenschärfe 3. Fusion kombiniert zwei Bilder mit mathematischen Operatoren: AND, OR, XOR,… 4. Plane Fusion kombiniert mehrere Schnittbilder zu einem einzigen durch die Methoden Minimum, Maximum oder Durchschnitt Kombigeräte / Hybridkamerasysteme Î Siemens Medical Solutions -> Biograph TruePoint PET + CT - hochmoderne Komponenten von PET und CT kombiniert in einem Gerät - Erhöhung der Bildqualität und Bildauflösung - Siemens wirbt mit: True Volume True Clarity True Confidence True Integration True Potential True Efficiency (smaller, faster, better) Kombigeräte / Hybridkamerasysteme Î Siemens Medical Solutions -> Symbia TruePoint SPECT + CT - kombiniert leistungsfähiges SPECT mit der Präzision diagnostischer Multi-Slice CT - Verbindung aus perfekter Bildqualität mit sehr guter Flexibilität - es existieren vier verschiedene Geräte-Typen: - Symbia T - Symbia T2 - Symbia T6 - Symbia T16 Kombigeräte / Hybridkamerasysteme Î Symbia T -> Symbia TruePoint SPECT + CT ist Kombination einer Doppeldetektor-Gammakamera mit variablem Detektorwinkel und CT-Scanner - optimiert für schnelle, genaue Schwächungskorrektur und gute Lokalisierung der Bilddaten (anatomische Übersicht) Kombigeräte / Hybridkamerasysteme Î Symbia T2 -> Symbia TruePoint SPECT + CT ist Kombination einer Doppeldetektor-Gammakamera mit variablem Detektorwinkel und einem 2-Zeilen-CT-Scanner - genaue Schwächungskorrektur - Routineuntersuchungen in Kardiologie, Neurologie, Onkologie Kombigeräte / Hybridkamerasysteme Î Symbia T6 -> Symbia TruePoint SPECT + CT ist Kombination einer Doppeldetektor-Gammakamera mit variablem Detektorwinkel und einem 6-Zeilen-CT-Scanner - weitergehende Untersuchungen in Kardiologie, Neurologie, Onkologie Kombigeräte / Hybridkamerasysteme Î Symbia T16 -> Symbia TruePoint SPECT + CT ist Kombination einer Doppeldetektor-Gammakamera mit variablem Detektorwinkel und einem 16-Zeilen-CT-Scanner - erhöhte Abdeckung bei onkologischen Ganzkörper-Scans - schnelle kardiologische Applikationen Kombigeräte / Hybridkamerasysteme Î Symbia: -> Leistungsfähigkeit von SPECT und Präzision von CT werden kombiniert (optimierter Arbeitsablauf 2 in 1) Î Vorteile: - Früherkennung von Krankheiten Lebensqualität von Patienten wird verbessert exakte Lokalisierungen erhöht Diagnosesicherheit (schnell, genau, ein Behandlungsschritt) - hervorragende Bildqualität Î Nachteil: - teuer!!! Quellen http://www.medical.siemens.com/ http://www.aerzteblatt.de/ http://www.uni-protokolle.de/ http://idw-online.de/ http://www.ablesw.com/3d-doctor/ http://www.charite.de/rv/str/forschung http://www.europhysics.com/ http://www.meb.uni-bonn.de/radiologie/Patienteninformation/Kontrastmittel.html
