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.