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Prototypische Softwareapplikationen für die Quantifizierung und Visualisierung von Thorax CT Daten wurden entwickelt, mit dem Ziel die thoraxchirurgische Planung in Fällen von komplexen Resektionen bei onkologischen Lungenpatienten oder Eingriffe bei Emphysem zu unterstützen. Es wurden Methoden wurden entwickelt, um anatomische Einheiten und Pathologien in hochaufgelösten CT Daten der Lunge abgrenzen zu können.

Automatisch segmentierbar sind die Lungenflügel, die oberen Verzweigungsgenerationen des Bronchialbaums und die Gesamtheit der Blutgefäße der Lunge. Mit geringer Interaktion segmentierbar sind Läsionen in der Lunge. Das Verfahren ist robust auch in Fällen großer Tumore mit komplexer Gefäßanbindung oder flächigem Pleurakontakt anwendbar. Weiter ist die Erkennung der Lungenlappen möglich, mit einigem Interaktionsaufwand sind auch Lungensegmente segmentierbar.

Die Segmentierungsmasken der abgegrenzten Bereiche stellen die Basis für eine quantitative Auswertung funktioneller CT Parameter wie Volumina, Emphysemindex oder mittlere Lungendichte dar. Damit können ggf. der mit dem Resektat assoziierte Anteil der Lungenfunktion genauer bestimmt werden oder Bereiche für eine "bronchial valve"-Implantation oder Volumenreduktions-OP genauer festgelegt werden. Darüber hinaus ermöglichen die Segmentierungsergebnisse die Berechnung diverser 2D und 3D Visualisierungen, die an die Anforderungen der Thoraxchirurgie bei Emphysem, Lungenkrebs oder Metastasenpatienten adaptiert sind.

Konventionelle Verfahren (multiplanare Reformatierungen, Volumenrendering) werden ergänzt durch Farbkodierungen und anatomische Reformatierung der Daten, s. d. die Daten nicht auf ebenen Schnitten sondern gemäß ihrem Abstand zur Pleura dargestellt werden. Damit sind oberflächennahe Veränderungen, etwa Mesotheliome, sowie Brustwanddefekte und Veränderungen an Rippen oder Wirbelsäule auf einer der operativen Situation ähnliche Art darstellbar und genau Messungen des Abstands der Läsion von der Brustwand oder ihrer Dicke möglich.

Weiter werden 3D-Visualisierungen des Lungenhilus oder von Regionen um die Läsionen angefertigt, welche die Morphologie und anatomische Funktion der Bronchien und Gefäße (Luftweg, Arterie / Vene, Zugehörigkeit zu eine Lungenlappen oder Segment) farbkodiert darstellen. Läsionen werden darin farblich stark hervorgehoben. Die 3D-Szenen können interaktiv gedreht werden um eine optimale Ansicht einzustellen. Darüber hinaus sind 3D-Übersichten der gesamten Lunge in variabler Detailauflösung ggf. mit Darstellung von emphysematischen Arealen möglich.

Die Verfahren wurden an Daten von 7 Standorten erprobt, interessierte Chirurgen sind eingeladen hochaufgelöste CT Daten für Evaluation und Weiterentwicklung der Software für den klinischen Einsatz an MeVis zu senden.