Finite-Element-Modellierung von respiratorischen Lungenbewegungen als elastizitätstheoretisches Kontaktproblem zur Bewegungsschätzung in 4D-CT-Daten

René Werner; Jan Ehrhardt; Rainer Schmidt; Heinz Handels

doi:10.1007/978-3-540-78640-5_23

Finite-Element-Modellierung von respiratorischen Lungenbewegungen als elastizitätstheoretisches Kontaktproblem zur Bewegungsschätzung in 4D-CT-Daten

René Werner, Jan Ehrhardt, Rainer Schmidt, Heinz Handels

Institut für Medizinische Informatik

Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf

Abstract

Die Berücksichtigung atmungsbedingter Bewegungen im Rahmen der Strahlentherapie von Lungentumoren bedarf der detaillierten Analyse der Atemdynamik. Ein Hauptproblemist die realitätsgetreue Schätzung der Bewegungen, die zwischen zu unterschiedlichen Atemphasen aufgezeichneten Bilddaten auftreten. In dieser Studie werden hierzu die Lungenbewegungen in Anlehnung an die Physiologie der Atmung modelliert: Die Lungenventilation wird als elastizitätstheoretisches Kontaktproblem formuliert, das mit Finite-Elemente-Methoden gelöst wird. Zur Modellevaluation werden 4D-CT-Daten herangezogen. Abweichungen zwischen modellbasiert prädiktierten und manuell bestimmten Landmarkenpositionen liegen zumeist innerhalb der Interobserver-Variabilität der manuellen Landmarkenpositionierung. Die Genauigkeit von modellbasierter Prädiktion und manueller Lokalisierung ist somit vergleichbar; der Modellansatz erscheint zur Bewegungsschätzung geeignet.

Originalsprache	Deutsch
Titel	Bildverarbeitung für die Medizin 2008
Redakteure/-innen	Thomas Tolxdorff, Jürgen Braun, Thomas M. Deserno, Alexander Horsch, Heinz Handels, Hans-Peter Meinzer
Seitenumfang	5
Erscheinungsort	Berlin, Heidelberg
Herausgeber (Verlag)	Springer Berlin Heidelberg
Erscheinungsdatum	2008
Seiten	112-116
ISBN (Print)	978-3-540-78639-9
ISBN (elektronisch)	978-3-540-78640-5
DOIs	https://doi.org/10.1007/978-3-540-78640-5_23
Publikationsstatus	Veröffentlicht - 2008
Veranstaltung	Workshop on Bildverarbeitung fur die Medizin 2008 - Berlin, Deutschland Dauer: 06.04.2008 → 08.04.2008

UN SDGs

Dieser Output leistet einen Beitrag zu folgendem(n) Ziel(en) für nachhaltige Entwicklung

SDG 3 – Gesundheit und Wohlergehen
SDG 9 – Industrie, Innovation und Infrastruktur

Dokumente

10.1007/978-3-540-78640-5_23

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Zitieren

Werner, R., Ehrhardt, J., Schmidt, R., & Handels, H. (2008). Finite-Element-Modellierung von respiratorischen Lungenbewegungen als elastizitätstheoretisches Kontaktproblem zur Bewegungsschätzung in 4D-CT-Daten. in T. Tolxdorff, J. Braun, T. M. Deserno, A. Horsch, H. Handels, & H.-P. Meinzer (Hrsg.), Bildverarbeitung für die Medizin 2008 (S. 112-116). (Informatik aktuell ). Springer Berlin Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-540-78640-5_23

Werner, René ; Ehrhardt, Jan ; Schmidt, Rainer et al. / Finite-Element-Modellierung von respiratorischen Lungenbewegungen als elastizitätstheoretisches Kontaktproblem zur Bewegungsschätzung in 4D-CT-Daten. Bildverarbeitung für die Medizin 2008. Hrsg. / Thomas Tolxdorff ; Jürgen Braun ; Thomas M. Deserno ; Alexander Horsch ; Heinz Handels ; Hans-Peter Meinzer. Berlin, Heidelberg : Springer Berlin Heidelberg, 2008. S. 112-116 (Informatik aktuell ).

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Finite-Element-Modellierung von respiratorischen Lungenbewegungen als elastizitätstheoretisches Kontaktproblem zur Bewegungsschätzung in 4D-CT-Daten. / Werner, René; Ehrhardt, Jan; Schmidt, Rainer et al.
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Publikation: Kapitel in Büchern/Berichten/Konferenzbänden › Konferenzbeitrag › Begutachtung

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T1 - Finite-Element-Modellierung von respiratorischen Lungenbewegungen als elastizitätstheoretisches Kontaktproblem zur Bewegungsschätzung in 4D-CT-Daten

AU - Werner, René

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N2 - Die Berücksichtigung atmungsbedingter Bewegungen im Rahmen der Strahlentherapie von Lungentumoren bedarf der detaillierten Analyse der Atemdynamik. Ein Hauptproblemist die realitätsgetreue Schätzung der Bewegungen, die zwischen zu unterschiedlichen Atemphasen aufgezeichneten Bilddaten auftreten. In dieser Studie werden hierzu die Lungenbewegungen in Anlehnung an die Physiologie der Atmung modelliert: Die Lungenventilation wird als elastizitätstheoretisches Kontaktproblem formuliert, das mit Finite-Elemente-Methoden gelöst wird. Zur Modellevaluation werden 4D-CT-Daten herangezogen. Abweichungen zwischen modellbasiert prädiktierten und manuell bestimmten Landmarkenpositionen liegen zumeist innerhalb der Interobserver-Variabilität der manuellen Landmarkenpositionierung. Die Genauigkeit von modellbasierter Prädiktion und manueller Lokalisierung ist somit vergleichbar; der Modellansatz erscheint zur Bewegungsschätzung geeignet.

AB - Die Berücksichtigung atmungsbedingter Bewegungen im Rahmen der Strahlentherapie von Lungentumoren bedarf der detaillierten Analyse der Atemdynamik. Ein Hauptproblemist die realitätsgetreue Schätzung der Bewegungen, die zwischen zu unterschiedlichen Atemphasen aufgezeichneten Bilddaten auftreten. In dieser Studie werden hierzu die Lungenbewegungen in Anlehnung an die Physiologie der Atmung modelliert: Die Lungenventilation wird als elastizitätstheoretisches Kontaktproblem formuliert, das mit Finite-Elemente-Methoden gelöst wird. Zur Modellevaluation werden 4D-CT-Daten herangezogen. Abweichungen zwischen modellbasiert prädiktierten und manuell bestimmten Landmarkenpositionen liegen zumeist innerhalb der Interobserver-Variabilität der manuellen Landmarkenpositionierung. Die Genauigkeit von modellbasierter Prädiktion und manueller Lokalisierung ist somit vergleichbar; der Modellansatz erscheint zur Bewegungsschätzung geeignet.

UR - https://www.researchgate.net/publication/221272078_Finite-Element-Modellierung_von_respiratorischen_Lungenbewegungen_als_elastizitatstheoretisches_Kontaktproblem_zur_Bewegungsschatzung_in_4D-CT-Daten

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M3 - Konferenzbeitrag

SN - 978-3-540-78639-9

T3 - Informatik aktuell

SP - 112

EP - 116

BT - Bildverarbeitung für die Medizin 2008

A2 - Tolxdorff, Thomas

A2 - Braun, Jürgen

A2 - Deserno, Thomas M.

A2 - Horsch, Alexander

A2 - Handels, Heinz

A2 - Meinzer, Hans-Peter

PB - Springer Berlin Heidelberg

CY - Berlin, Heidelberg

T2 - Workshop on Bildverarbeitung fur die Medizin 2008

Y2 - 6 April 2008 through 8 April 2008

ER -

Werner R, Ehrhardt J, Schmidt R, Handels H. Finite-Element-Modellierung von respiratorischen Lungenbewegungen als elastizitätstheoretisches Kontaktproblem zur Bewegungsschätzung in 4D-CT-Daten. in Tolxdorff T, Braun J, Deserno TM, Horsch A, Handels H, Meinzer HP, Hrsg., Bildverarbeitung für die Medizin 2008. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. 2008. S. 112-116. (Informatik aktuell ). doi: 10.1007/978-3-540-78640-5_23