Angebot für eine Masterarbeit Thema: Automatische Segmentierung

Angebot für eine Masterarbeit
im Bereich „Medizinische Physik / Medizintechnik“
Ansprechpartner in Tübingen:
Prof. Dr. Dr. F. Schick:
Sektion für Experimentelle Radiologie
Tel. 07071 29 80543
E-mail: [email protected]
Thema: Automatische Segmentierung von einzelnen Muskelgruppen
in MRT-Datensätzen
Die moderne Magnetresonanztomografie erlaubt die Aufnahme von räumlich hoch
aufgelösten Datensätzen aller Bereiche des Körpers von Patienten oder gesunden
Probanden in relativ kurzer Untersuchungszeit ohne schädigende Wirkung. Bei
passender Kontrastgewichtung der Aufnahmen lassen sich Bereiche von Muskulatur
gut von Bereichen mit anderen Gewebetypen abgrenzen. Daher ist es mit
Schwellenwert-basierten Methoden oft relativ einfach möglich, die
Gesamtquerschnittsfläche von Muskulatur in einer Aufnahme festzustellen. Durch
Addition der Muskelflächenanteile in vielen nahtlosen Einzelschichten kann so auch
das Muskelgesamtvolumen einer Körperregion (z.B. Unterschenkel) automatisch
bestimmt werden.
Abb.1: MRT-Querschnittsbilder durch die menschliche Wade mit unterschiedlichen
Kontrastgewichtungen (Protonendichtegewichtung, Wasserselektiv, T1-Gewichtung,
T2-Gewichtung)
Für eine verfeinerte quantitative Untersuchung der Muskulatur wäre oft eine
automatische Unterscheidung verschiedener Muskelgruppen sehr hilfreich, um
entweder das Volumen oder auch Eigenschaften einzelner Muskelgruppen
quantitativ erfassen zu können. Verschiedene Muskelgruppen haben dabei sehr
ähnliche Signalintensität, können aber mithilfe wissensbasierter
Segmentierungsmethoden und durch schmale Streifen von Bindegewebe und/oder
Fett voneinander visuell getrennt werden. Eine manuelle Segmentierung
verschiedener Muskelgruppen wie in Abb. 2 angedeutet ist zeitlich sehr aufwendig,
vor allem wenn viele Einzelschichten von mehreren Personen untersucht werden
sollen.
Abb.2: Manuelle Segmentierung einiger Muskelgruppen der Wade: innerhalb der
segmentierten Bereiche wurde der prozentuale Fettgehalt aus fettselektiven Bildern
bestimmt und in einem Diagramm dargestellt. Das Diagramm enthält Ergebnisse von
verschiedenen männlichen und weiblichen Versuchspersonen.
Einige Anwendungen der Muskelvolumetrie sind das Monitoring bei
Trainingsmaßnamen in der Sportmedizin oder bei der Rehabilitation nach
Ruhigstellung von Extremitäten oder auch bei Erforschung des Muskelabbaus bei
höherem Alter.
Im Rahmen der Masterarbeit sollen Strategien erarbeitet und umgesetzt werden um
in bestimmten anatomischen Regionen mit festgelegter Schichtlage möglichst
zuverlässig einzelne Muskelgruppen automatisch zu segmentieren. Hierzu sollen
anatomische Landmarken und anatomisches Vorwissen über die Form der zu
segmentierenden Bereiche, beispielsweise über Atlas-basierte Verfahren,
eingebracht werden.