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80. Jahresversammlung der Deutschen Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie e. V.

Deutsche Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie e. V.

20.05. - 24.05.2009, Rostock

Segmentierung der Cochlea mit Hilfe eines adaptiven Koordinatensystems

Meeting Abstract

  • Anton A. Poznyakovskiy - HNO-Klinik Dresden, Dresden
  • corresponding author Yury M. Yarin - HNO-Klinik Dresden, Dresden
  • Hao Ding - HNO-Klinik Dresden, Dresden
  • Yannis Kalaidzidis - Max-Planck-Institut für Molekulare Zellbiologie und Genetik, Dresden
  • Rolf Schmidt - Institut für Festkörpermechanik, Fakultät Maschinenwesen, TU Dresden, Dresden
  • Björn Fischer - Fraunhofer-Institut für zerstörungsfreie Prüfverfahren, Dresden
  • Johannes Baumgart - Institut für wissenschaftliches Rechnen, TU Dresden, Dresden
  • Thomas Zahnert - HNO-Klinik Dresden, Dresden

Deutsche Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie. 80. Jahresversammlung der Deutschen Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie. Rostock, 20.-24.05.2009. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2009. Doc09hnod175

doi: 10.3205/09hnod175, urn:nbn:de:0183-09hnod1756

Veröffentlicht: 17. April 2009

© 2009 Poznyakovskiy et al.
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Gliederung

Text

Die Segmentierung ist ein wichtiger Arbeitsschritt bei der Erschaffung von zuverlässigen geometrischen Modellen des Innenohrs. Bei der Verarbeitung von tomographischen Bilddaten muss sie wegen großer Datenmengen zumeist automatisch oder halbautomatisch erfolgen. Im Fall der Cochlea ist allerdings die Anwendung von solchen Verfahren wegen relativ niedriger Auflösung, schlechter Färbung der Membranen und speckleartigem Rauschen problematisch. Wir präsentieren eine neue halbautomatische Methode zur Segmentierung der Fluidräume (scalae) der Cochlea aus µCT-Bildstapeln mit Hilfe eines adaptiven Koordinatensystems.

Das Koordinatensystem des Stapels wird zunächst so in ein lokales Koordinatensystem transformiert, dass der zu segmentierende Fluidraum durch die xy-Ebene des neuen Koordinatensystems nahezu normal geschnitten wird. Das erlaubt die Ermittlung der Querschnittskontur mit Hilfe existierender Verfahren (aktive Konturen). Durch die Berechnung des Schwerpunkts jeder so ermittelten Kontur kann mit Hilfe des Kalman-Filters der Verlauf des Fluidraums vorhergesagt werden. Der Algorthmus folgt dem Verlauf, indem das lokale Koordinatensystem daran angepasst wird.

Mit der hauseigenen Software IPTools (http://www.tu-dresden.de/medkhno/sites/wissenschaft/mittelohr/innenohr/innenohr_de.html #iptools) konnte damit die durchgehende Segmentierung aller drei Scalae vom basalen bis zum apikalen Ende durchgeführt werden, was ein komplettes geometrisches Modell der cochlearen Makrostrukturen lieferte.

Das entstandene Modell kann an die FEM-Modellierungssoftware ANSYS zur Erstellung von Simulationsmodellen des Innenohrs weitergegeben werden. Damit wird eine solide Basis für zukünftige Modellierung von fluidmechanischen Vorgängen in der Cochlea geschaffen.

Unterstützt durch: DFG, ZA 249/4-2