gms | German Medical Science

Einleitung: Die Modellierung von fluidmechanischen Vorgängen im Innenohr während des Hörens erfordert ein präzises geometrisches Modell der Cochlea, das sowohl Knochen als auch weiches Gewebe berücksichtigt. Micro-Computertomographie ist ein mögliches Werkzeug, um das Bildmaterial für ein solches Modell zerstörungsfrei zu liefern.

Methoden: Die Aufnahmen erreichen eine Auflösung von bis zu 4 µm und zeigen bei Imprägnierung des Präparates mit Salzen von Schwermetallen auch weiche Strukturen. Die entstehenden Aufnahmen sind unvermeidbar mit einem Specklemuster übersät, das die direkte Verarbeitung von Rohdaten zu einem Modell unmöglich macht. Diese Art von Rauschen kann nicht mit Hilfe von linearen Filtermethoden entfernt werden, ohne dass feine Membranen der Cochlea ausgelöscht werden. Zur Lösung des Problems wurde der Algorithmus der anisotropen Diffusion mit automatisch ermittelten Parametern angewendet. Nachfolgend wurden schwache und fehlende Teile der Membranen, insbesondere der Reissnerschen Membran, mit Hilfe von aktiven Konturen rekonstruiert, wobei der Bilderstapel zu diesem Zweck in eine günstigere zylindrische Projektion überführt wurde.

Ergebnisse: Anders als beim konventionellen Vorgehen wurden in dieser Arbeit energetische Verbindungen zwischen den Konturen auf benachbarten Schichten geschaffen, was den Anlass gibt von 2,5-dimensionalen aktiven Konturen zu sprechen. Dies erlaubte die Segmentierung aller drei Fluidräume der Cochlea, woraus ein dreidimensionales geometrisches Modell der Cochlea abgeleitet werden konnte.

Schlussfolgerung: Dieses kann zukünftig als eine zuverlässige Vorlage für schwingungsmechanische und fluidmechanische Modelle der Cochlea verwendet werden.

Unterstützt durch: DFG: ZA 249/4-2