| AUDIMO (SFB 539 A.4) Das Projekt AUDIMO (Automated Disc Margin Outlining) befasst sich im Rahmen des SFB 539 (Teilprojekt A.4, "Automatisches Glaukom-Screening") mit der Papillensegmentierung zur automatischen Glaukomfrüherkennung. Die Papille (der Austritt des Sehnervs aus dem Auge) wird mit Heidelberg Retina Tomograph (HRT) aufgenommen. Hierbei handelt es sich um ein Gerät, welches auf dem Prinzip eines konfokalen Mikroskopes basiert. Anschließend werden verschiedene Oberflächen- und Volumenparameter berechnet, die zur Glaukomklassifizierung dienen. Bis jetzt mussten hierfür die Papillengrenzen (sog. Elschingscher Skleraring) von einem Augenarzt aufwändig manuell markiert werden.
Der Algorithmus basiert auf morphologischen Operationen, Hough-Transformation und aktiven Konturen. Da die HRT-Bilder Beleuchtungsunterschiede aufweisen, werden sie durch Korrekturkoeffizienten verbessert. Die Korrekturkoeffizienten werden aus der approximierten Hintergrundsbeleuchtung geschätzt. In den nächsten Schritten wird die Lage und der Radius der Papille geschätzt. Die Papille gehört zusammen mit den Gefäßen zu den dunkelsten Stellen im Bild. Sie werden durch einfache Binarisierung extrahiert. Die Papilleregionen werden dann anhand der geometrischen Eigenschaften von den Gefäßen getrennt. Ausserdem werden relevante anatomische Strukturen der Papille segmentiert (sog. parapapilläre Atrophie und neuroretinaler Randsaum). Anhand der gewonnenn Informationen werden dann die genauen Papillengrenzen mittels der aktiven Konturen ermittelt.
Der Algorithmus wurde durch Klassifikationsraten von verschiedenen Klassifikatoren anhand der Fallkontrollstudie mit von einem erfahrenem Augenarzt eingezeichneten Papillengrenzen validiert. Folgende Ergebnisse hinsichtlich der Glaukomadiagnose wurden erzielt: linear discriminant analysis mit 27.7% der geschätzen Fehlerrate für automatische Segmentierung (aut) und 26.8% der geschätzen Fehlerrate für manuelle Einzeichnung (man), classification trees mit 25.2% (aut) und 22.0% (man) und bootstrap aggregation mit 22.2% (aut) und 13.4% (man). Diese Ergebisse zeigten, dass der Algorithmus vergelichbar mit dem Augenarzt ist, braucht allerdings noch Verbesserung. Die wird durch die Fusion von HRT-Bildern und Farbfotos erhofft. Die beiden Bildmodalitäten beinhalten komplementäre Informationen, die zur Verbesserung der Papillensegmentierung führen sollten. | Projektleitung:
Prof. em. Dr.-Ing. Dr.-Ing. h.c. Heinrich Niemann
Beteiligte:
Dr.-Ing. Radim Chrastek
Laufzeit: 1.1.2000 - 31.12.2003
Förderer:
Deutsche Forschungsgemeinschaft
Mitwirkende Institutionen:
Augenklinik mit Poliklinik
Institut für Medizininformatik, Biometrie und Epidemiologie
Kontakt:
Chrastek, Radim
| | Publikationen |
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| Chrastek, Radim ; Wolf, Matthias ; Donath, Klaus ; Michelson, Georg ; Niemann, Heinrich: Automatic Optic Disc Segmentation for Analysis of the Optic Nerve Head. In: H. U. Lemke ; M. W. Vannier ; K. Inamura ; A. G. Farman ; K. Doi (Hrsg.) : Proceedings of the 15th International Congress and Exhibition on Computer Assisted Radiology and Surgery (CARS'01) (The 15th International Congress and Exhibition on Computer Assisted Radiology and Surgery (CARS'01) Berlin). Bd. 1230. Amsterdam, London, New York, Oxford, Paris, Shannon, Tokyo : Elsevier Science, 2001, S. 1119. - ISBN 044450866X | | Chrastek, Radim ; Wolf, Matthias ; Donath, Klaus ; Michelson, Georg ; Niemann, Heinrich: Automated Outlining of the External Margin of the Optic Disk for Early Diagnosis of Glaucoma. In: L. T. Shuskova ; O. P. Nikitin ; L. M. Samsonov ; P. A. Polushin (Hrsg.) : Physics and Radioelectronics in Medicine and Ecology, Proceedings of 5th International Conference (Physics and Radioelectronics in Medicine and Ecology Vladimir). Vladimir : Vladimir State University, 2002, S. 16-19. - ISBN 5939070124 | | Chrastek, Radim ; Wolf, Matthias ; Donath, Klaus ; Niemann, Heinrich ; Hothorn, Torsten ; Lausen, Berthold ; Lämmer, Robert ; Mardin, Christian Y. ; Michelson, Georg: Automated Segmentation of the Optic Nerve Head for Glaucoma Diagnosis. In: T. Wittenberg ; Hastreiter, Peter ; U. Hoppe ; H. Handels ; A. Horsch ; H.-P. Meinzer (Hrsg.) : Bildverarbeitung für die Medizin 2003: Algorithmen - Systeme - Anwendungen (Bildverarbeitung für die Medizin 2003 Erlangen). Berlin, Heidelberg, New York : Springer, 2003, S. 338-342. - ISBN 3540006192 |
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