Entwicklung und Validierung einer automatischen Methode zur Bestimmung der Bronchiengeometrie aus MDCT-Daten

• Antragsteller: Dr. Oliver Weinheimer
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 177104114

• Erstellungsjahr: 2013

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Der Verlauf der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) ist wesentlich bestimmt durch einen systemischen Entzündungsprozess, der schließlich in einen irreversiblen Umbau der Bronchien (Remodelling) führt und mit einer Verdickung der Bronchialwände einhergeht. Ein Monitoring der Wanddicken ist für eine gezielte stadiengerechte therapeutische Intervention wichtig. Im diesem interdisziplinäres Projekt aus Medizininformatik, Radiologie und Pathologie wurden MDCT-Daten, qualitativ hochwertige µCT-Daten und histologische Schnittbilder von Bronchien generiert. Es wurden Algorithmen zum Registrieren dieses Datenmaterial implementiert und erfolgreich angewendet. Das Studium der CT-Werte in der Bronchialwand in den µCT-Daten legt nach bisherigem Stand der Auswertungen die Vermutung nahe, dass sich der mittlere CT-Wert in der Bronchialwand nicht mit der Bronchiengröße, zumindest für die in der MDCT darstellbaren Bronchien, ändert. Dies ist ein wichtiger Tatbestand für die Entwicklung von Algorithmen zur Bestimmung der Bronchialwanddicke in CT-Bildern. Eine parameterfreie Methodik zum Bestimmen der Bronchiengeometrie wurde entwickelt und erfolgreich eingesetzt – diese Methodik ist sowohl für MDCT als auch für µCT Bilder einsetzbar.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Morphometrie des Bronchialsystems in der Thoraxcomputertomographie lungentransplantierter Patienten. Fortschr Röntgenstr, VO 311_3, 184, S 01
  F. Döllinger, C. Düber, O. Weinheimer, I. Zwiener, T. Achenbach
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1055/s-0032-1311218)
• Radiologisch-pathologische Korrelation: Genauigkeit der automatisch bestimmten Bronchialwanddicke. Fortschr Röntgenstr 2010; 182: Issue 11, 2010
  Tobias Achenbach; Oliver Weinheimer; Christoph Brochhausen; David Hollemann; Bastian Baumbach; Claus-Peter Heussel; Christoph Düber
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1055/s-0030-1268286)
• Accuracy of automatic airway morphometry in computed tomography – correlation of radiologicalpathological findings. European Journal of Radiology, 2012 Jan;81(1):183-8
  Tobias Achenbach, Oliver Weinheimer, Christoph Brochhausen, David Hollemann, Bastian Baumbach, A. Scholz, and Christoph Düber
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.ejrad.2010.09.012)
• Morphometrie des Bronchialsystems in der Thoraxcomputertomographie Lungentransplantierter Patienten. Dissertation zum Dr. med., Fachbereich Medizin, Johannes Gutenberg-Universität Mainz, 2012
  Felix Döllinger
  
• Automatic Lung Segmentation in MDCT Images. In Proc. of Fourth International Workshop on Pulmonary Image Analysis (in conjunction with MICCAI 2011), Toronto 2011
  Oliver Weinheimer, Tobias Achenbach, Claus-Peter Heussel, and Düber, Christoph