Automatic Segmentation of Distinct Adipose Tissue Compartments from Human Magnetic Resonance Images
Published on 2. February 2015
Book
Paperback/Softback
161 pages
978-3-8439-1929-6 (ISBN)
Description
Die zunehmende Zahl übergewichtiger und fettleibiger Menschen ist aufgrund mehrerer Folgekrankheiten (Metabolisches Syndrom, Typ II Diabetes Mellitus, Erkrankungen der Herzkranzgefäße) eine große Belastung für die Gesundheitssysteme. Übergewicht wird gewöhnlich durch einen deutlichen Anstieg des Anteils an Fettgewebe im Körper charakterisiert. Allerdings postulieren mehrere Studien, dass nicht die totale Menge an Fettgewebe, sondern die Menge in spezifischen Fettgewebskompartimenten das Risiko für die oben genannten Komplikationen beeinflusst.
Viele Studien beschäftigen sich mit der genauen Erfassung der Stoffwechselveränderungen, die mit Übergewicht einhergehen. Hierzu erfassen diese Studien die Verteilung des Körperfetts, im Besonderen diejenigen Kompartimente, welche im Verdacht stehen einen besonders negativen Einfluss auf die Gesundheit auszuüben. In den meisten Studien wird hierfür die Magnetresonanztomographie (MRT) eingesetzt, da sie die Anatomie dreidimensional darstellen kann und keine schädliche Strahlung einsetzt. Die Nachverarbeitung der so gewonnenen Bilder ist sehr zeitaufwendig. Da die oben genannten Studien große Datenmengen produzieren, wiegt diese Problematik besonders schwer. Darum sind automatische Auswerteverfahren für die Volumetrie spezifischer Fettgewebskompartimente und anderer Gewebetypen für eine kosteneffiziente Durchführung dieser Studien besonders wünschenswert.
Diese Arbeit beschreibt zunächst die Grundlagen der MRT und der digitalen Bildverarbeitung, sowie den Stand der Technik der Fettgewebsquantifizierung mittels der MRT. Danach werden neuentwickelte Verfahren zur Fettgewebsquantifizierung beschrieben: In einem ersten Ansatz beschreibt diese Arbeit ein automatisches Auswerteverfahren für gängige Untersuchungsprotokolle, die in Studien mit Fettgewebsquantifizierung eingesetzt werden. Im zweiten Teil wird ein einheitlicher Ansatz, bestehend aus angepasstem MRT Aufnahmeprotokoll und geeigneter Nachverarbeitung, präsentiert. Bei diesem Ansatz wurde die Bildakquisition von Beginn an für eine automatisierte Auswertung optimiert. Beide Ansätze können das händische Einzeichnen von Fettgewebe überflüssig zu machen. Dies spart nicht nur eine riesige Zahl von Arbeitsstunden, sondern vermeidet auch Fehler durch die Subjektivität des Auswerters. Darüber hinaus zeigt diese Arbeit Wege, die MRT-Aufnahmezeit drastisch zu verkürzen. Dies ist ein wichtiger Schritt, um die Kosteneffizienz von Studien zum Übergewicht zu steigern.
Viele Studien beschäftigen sich mit der genauen Erfassung der Stoffwechselveränderungen, die mit Übergewicht einhergehen. Hierzu erfassen diese Studien die Verteilung des Körperfetts, im Besonderen diejenigen Kompartimente, welche im Verdacht stehen einen besonders negativen Einfluss auf die Gesundheit auszuüben. In den meisten Studien wird hierfür die Magnetresonanztomographie (MRT) eingesetzt, da sie die Anatomie dreidimensional darstellen kann und keine schädliche Strahlung einsetzt. Die Nachverarbeitung der so gewonnenen Bilder ist sehr zeitaufwendig. Da die oben genannten Studien große Datenmengen produzieren, wiegt diese Problematik besonders schwer. Darum sind automatische Auswerteverfahren für die Volumetrie spezifischer Fettgewebskompartimente und anderer Gewebetypen für eine kosteneffiziente Durchführung dieser Studien besonders wünschenswert.
Diese Arbeit beschreibt zunächst die Grundlagen der MRT und der digitalen Bildverarbeitung, sowie den Stand der Technik der Fettgewebsquantifizierung mittels der MRT. Danach werden neuentwickelte Verfahren zur Fettgewebsquantifizierung beschrieben: In einem ersten Ansatz beschreibt diese Arbeit ein automatisches Auswerteverfahren für gängige Untersuchungsprotokolle, die in Studien mit Fettgewebsquantifizierung eingesetzt werden. Im zweiten Teil wird ein einheitlicher Ansatz, bestehend aus angepasstem MRT Aufnahmeprotokoll und geeigneter Nachverarbeitung, präsentiert. Bei diesem Ansatz wurde die Bildakquisition von Beginn an für eine automatisierte Auswertung optimiert. Beide Ansätze können das händische Einzeichnen von Fettgewebe überflüssig zu machen. Dies spart nicht nur eine riesige Zahl von Arbeitsstunden, sondern vermeidet auch Fehler durch die Subjektivität des Auswerters. Darüber hinaus zeigt diese Arbeit Wege, die MRT-Aufnahmezeit drastisch zu verkürzen. Dies ist ein wichtiger Schritt, um die Kosteneffizienz von Studien zum Übergewicht zu steigern.