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

Institute of Medical Informatics

University Hospital 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.

Original language	German
Title of host publication	Bildverarbeitung für die Medizin 2008
Editors	Thomas Tolxdorff, Jürgen Braun, Thomas M. Deserno, Alexander Horsch, Heinz Handels, Hans-Peter Meinzer
Number of pages	5
Place of Publication	Berlin, Heidelberg
Publisher	Springer Berlin Heidelberg
Publication date	2008
Pages	112-116
ISBN (Print)	978-3-540-78639-9
ISBN (Electronic)	978-3-540-78640-5
DOIs	https://doi.org/10.1007/978-3-540-78640-5_23
Publication status	Published - 2008
Event	Workshop on Bildverarbeitung fur die Medizin 2008 - Berlin, Germany Duration: 06.04.2008 → 08.04.2008

UN SDGs

This output contributes to the following UN Sustainable Development Goals (SDGs)

SDG 3 Good Health and Well-being
SDG 9 Industry, Innovation, and Infrastructure

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

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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 (Eds.), Bildverarbeitung für die Medizin 2008 (pp. 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. editor / Thomas Tolxdorff ; Jürgen Braun ; Thomas M. Deserno ; Alexander Horsch ; Heinz Handels ; Hans-Peter Meinzer. Berlin, Heidelberg : Springer Berlin Heidelberg, 2008. pp. 112-116 (Informatik aktuell ).

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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, TM Deserno, A Horsch, H Handels & H-P Meinzer (eds), Bildverarbeitung für die Medizin 2008. Informatik aktuell , Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg, pp. 112-116, Workshop on Bildverarbeitung fur die Medizin 2008, Berlin, Berlin, Germany, 06.04.08. https://doi.org/10.1007/978-3-540-78640-5_23

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

Research output: Chapters in Books/Reports/Conference Proceedings › Conference contribution › peer-review

TY - GEN

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

AU - Werner, René

AU - Ehrhardt, Jan

AU - Schmidt, Rainer

AU - Handels, Heinz

PY - 2008

Y1 - 2008

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

U2 - 10.1007/978-3-540-78640-5_23

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

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, editors, Bildverarbeitung für die Medizin 2008. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. 2008. p. 112-116. (Informatik aktuell ). doi: 10.1007/978-3-540-78640-5_23

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

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