Volumetrische Erfassung des Krankheitsverlaufs bei der autosomal dominanten, polyzystischen Nierenerkrankung (ADPKD)Die autosomal dominante polyzystische Nierenerkrankung
(ADPKD), auch familiäre Zystennieren genannt, ist eine
der häufigsten erblichen Erkrankungen. Sie ist durch die
Entstehung und das Wachstum multipler Zysten in beiden
Nieren gekennzeichnet. Die Erkrankung führt bei etwa der
Hälfte der Betroffenen im Alter von 60 Jahren zur
Notwendigkeit einer Nierenersatztherapie. Dabei gehen die
Bildung und die Größenzunahme der Zysten der Abnahme der
Nierenfunktion voraus. Vor allem in den frühen Stadien
der Erkrankung ist daher die Bestimmung der Nierengröße
und des Zystenvolumens für die Verlaufsbeurteilung der
Erkrankung mittels bildgebender Verfahren von besonderer
Bedeutung. Weiterhin ist aufgrund der komplizierten
Nierenstruktur wenig über die dynamische Entwicklung
einzelner Zysten bekannt.Segmentierung der Niere:
Der erste Schritt zur Volumenerfassung der Niere und der
Nierenzysten ist die Segmentierung der Gesamtniere
(inklusive Zysten). Problematisch hierbei ist die
Abgrenzung zur Leber die als Teil des Krankheitsbildes
meist ebenfalls mit Zysten durchsetzt ist, sowie die
Deformation der Niere durch das Zystenwachstum. Aufgrund
dieser Deformation ist es unter anderem auch nicht
möglich Vorwissen über die Form der Niere in den
Segmentierungsprozess einzubringen.
Dementsprechend wird hier auf eine semi-automatische
Segmentierung mittels eines Random-Walker Algorithmus
gesetzt. Dieser basiert auf einer manuellen
Initialisierung von Punkten die in dem zu segmentierenden
Gewebe liegen und bestimmt daraus unter Verwendung von
Gradienteninformationen des Bildes welche Bildpunkte mit
hoher Wahrscheinlichkeit noch zu dem gesuchten Objekt
gehören. Die Vorteile dieser Methode sind ihre einfache
und intuitive Bedienbarkeit, sowie ihre Fähigkeit auch
schwache Objektgrenzen gut zu segmentieren. Segmentierung der Zysten:
Die Segmentierung der einzelnen Zysten erfolgt ebenfalls
semi-automatisch basierend auf einer
Wasserscheidentransformation. Die Zysten können dabei
individuell segmentiert werden, was die Erstellung von
Statistiken über die Größenverteilung der Zysten zulässt.
Zusätzlich wird versucht besonders kleine Zysten die
meist nicht viel mehr als ein paar Pixel im Bild
ausmachen mittels einfachem Thresholding zu erfassen.
Ziel dabei ist, eine Korrelation zwischen den
Unterschiedlichen Zystengrößen und deren Häufigkeit und
der Nierenfunktion ermitteln zu können. | Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Joachim Hornegger, Prof. Dr. med. Kai-Uwe Eckardt
Beteiligte: Prof. Dr. med. Michael Uder, Dr. med. Raoul Zeltner, Prof. Dr. med. Rolf Janka, Dr. Volker Daum
Stichwörter: segmentierung; Niere; Zysten; ADPKD
Laufzeit: 1.4.2006 - 31.12.2011
Kontakt: Daum, Volker E-Mail: daum@cs.fau.de
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