Elastische Deformation anatomischer Modelle

Inhaltsangabe: Zusammenfassung: Der Einsatz computergestutzter Verfahren ist aus der heutigen Medizin nicht mehr wegzudenken. Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie (MRT) haben wesentlich dazu beigetragen, eine genauere Diagnose und Behandlungsplanung zu ermoglichen. Anfangs stand nur die Visualisierung der dreidimensionalen Volumendaten im Vordergrund. Dabei werden aus einer Folge von zweidimensionalen Schichtaufnahmen dreidimensionale Ansichten berechnet, die dem Mediziner das Interpretieren der Aufnahme erleichtern. Jede Aufnahmemodalitat (CT, MRT, Ultraschall) besitzt eigene Charakteristiken und unterscheidet sich hinsichtlich des Informationsgehalts von den anderen. So sind auf CT-Aufnahmen Knochen sehr gut erkennbar, wahrend bei der Magnetresonanztomographie Weichteile besser sichtbar sind. Es gibt keine Aufnahmetechnik, bei der alle anatomischen Strukturen gleichermassen gut herauskommen. Deshalb liegt der Wunsch nahe, die Informationen aus den verschiedenen Aufnahmemodalitaten zu einer einheitlichen Darstellung zu kombinieren. Die Fusion von Datensatzen ist jedoch keine leichte Aufgabe. Es wurden Registrierungsverfahren entwickelt, die in der Regel ein Datenvolumen so verschieben, drehen und skalieren, dass eine maximale Ahnlichkeit mit einem zweiten Datensatz erzielt wird. Da hierbei nur die Position und Orientierung des Objekts als Ganzes, nicht aber seine Struktur, verandert wird, spricht man von einer rigid-body-Transformation (Starrkorpertransformation). Die meisten dieser Verfahren erfordern die Kenntnis von Landmarken, d. h. korrespondierender Punkte. Man unterscheidet zwischen physikalischen und anatomischen Landmarken. Physikalische Marken werden vor der Aufnahme auf der Haut des Patienten angebracht. Sie besitzen zwar eine hohere Genauigkeit als anatomische Marken, sind aber fur den Patienten unangenehm. Da das Material der Marker nicht bei allen Modalitaten sichtbar ist, mussen sie ggf. zwischen zwei Aufnahmen ausgetauscht werden. An"