Bildverarbeitung für die Medizin 1998: Algorithmen — Systeme — Anwendungen Proceedings des Workshops am 26. und 27. März 1998 in Aachen

492 Pages·1998·35.57 MB·German

by  Robert M. Haralick

Informatik aktuell
Herausgeber: W. Brauer
im Auftrag der Gesellschaft für Informatik (GI)
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
Thomas Lehmann Volker Metzler
Klaus Spitzer Thomas Tolxdorff (Hrsg.)
Bildverarbeitung
für die Medizin 1998
Algorithmen - Systeme - Anwendungen
Proceedings des Workshops
am 26. und 27. März 1998 in Aachen
Springer
Herausgeber
Thomas Lehmann
Volker Metzler
Klaus Spitzer
Institut für Medizinische Informatik
Universitätsklinikum der RWTH Aachen
D-52057 Aachen
Thomas Tolxdorff
Institut für Medizinische Statistik, Epidemiologie und Informatik
Universitätsklinikum Benjamin Franklin der FU Berlin
D-12200 Berlin
Die Deutsche Bibliothek -CIP-Einheitsaufnahme
Bildverarbeitung für die Medizin 1998 : Algorithmen - Systeme -
Anwendungen I Hrsg.: Thomas Lehmann ... -Berlin; Heidelberg ;
New York ; Barcelona ; Budapest ; Hongkong ; l..ondon ; Mailand ;
Paris; Santa Clara ; Singapur ; Tokio: Springer, 1998
(Informatik aktuell)
ISBN 978-3-540-63885-8 ISBN 978-3-642-58775-7 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-58775-7
CR Subject Classification (1998): A.O, 1.4, I.5, J.3, 1.3.3, 1.3.5, 1.3.7,
1.6.3
ISBN 978-3-540-63885-8
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handlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes.
© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1998
Satz: Reproduktionsfertige Vorlage vom AutorIHerausgeber
SPIN: 10661418 33/3142-543210 - Gedruckt auf säurefreiem Papier
Veranstalter
DAGM Deutsche Arbeitsgemeinschaft für Mustererkennung
DGBMT Fachgruppe Medizinische Informatik
der Deutschen Gesellschaft für Biomedizinische Technik
GI Fachgruppe Imaging und Visualisierungstechniken
der Gesellschaft für Informatik
GMDS Arbeitsgruppe Medizinische Bildverarbeitung der Dt. Gesellschaft
für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie
IEEE Joint Chapter Engineering in Medicine and Biology (German Section)
The Institute of Electrical and Electronics Engineers
RWTH Institut für Medizinische Informatik
der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen
Tagungsleitung
Dipl.-Ing. Thomas Lehmann
Abteilung Medizinische Bildverarbeitung
Institut für Medizinische Informatik der RWTH Aachen
Organisation
Dipl.-Inform. Volker Metzler
Abteilung Medizinische Bildverarbeitung
Institut für Medizinische Informatik der RWTH Aachen
Programmkomitee
Priv.-Doz. Dr. R. Brennecke, Universität Mainz
Dr. H. Handels, Medizinische Universität Lübeck
Dr. A. Horsch, Technische Universität München
Prof. Dr. K.H. Höhne, Universitätskrankenhaus HamburgjEppendorf
Priv.-Doz. Dr. H.-P. Meinzer, Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg
Prof. Dr. D. Meyer-Ebrecht, Technische Hochschule Aachen
Prof. Dr. H. Müller, Universität Dortmund
Prof. Dr. H. Niemann, Universität Erlangen-Nürnberg
Prof. Dr. W. Oberschelp, Technische Hochschule Aachen
Prof.em. Dr. R. Repges, Universitätsklinikum Aachen
Prof. Dr. D. Saupe, Universität Freiburg
Prof. Dr. Dr. K. Spitzer, Universitätsklinikum Aachen
Prof. Dr. T. Tolxdorff, Universitätsklinikum Benjamin-Franklin FU Berlin
Prof. Dr. H. Witte, Universität Jena
Die Arbeitsgruppe Medizinische Bildverarbeitung der GMDS sowie die Fach
gruppe Imaging und Visualisierungstechniken der GI haben seit nunmehr 5 Jah
ren jedes Frühjahr in Freiburg einen Workshop zur medizinischen Bildverarbei
tung veranstaltet. Im November 1996 hat am Institut für Medizinische Infor
matik und Biometrie der RWTH Aachen mit Unterstützung des Joint Chapters
Engineering in Medicine and Biology (IEEE German Section) ein Workshop
Bildverarbeitung für die Medizin stattgefunden. Der Workshop Bildverarbeitung
für die Medizin 1998 führt die Tradition beider Veranstaltungen gemeinsam fort.
VI
Hauptsponsor
.Sun
Sun Microsystems GmbH
Brandenburger Str. 2
~
microsystems
D-40880 Ratingen
Industrieausstellung
Advanced Visual Systems GmbH best Systeme GmbH
Heinrich Hertz Str. 40 Münchnerstr. 123a
D-40699 Erkrath/Düsseldorf D-85774 Unterföhring
Carl Zeiss Vision GmbH CREASO GmbH
Brüggelmann Str. 16-18 Talhofstr. 30
D-50679 Köln D-82205 Gilching
Dresden Informatik GmbH Dressler Computertechnik GmbH
Tannestr. 2a Adenauerstr. 20
D-01099 Dresden D-52146 Würselen
HIKO GmbH Leica GmbH
Teichstr. 15-19 Lilienthalstr. 39-45
D-66953 Pirmasens D-64625 Bensheim
LuRaTech GmbH MEDAV GmbH
Rudower Chaussee 5 Gräfenberger Str. 34
D-12489 Berlin-Adlershof D-91080 Uttenreuth
MEVA GmbH Parsytec Computer GmbH
Röllingheider Str. 6 Auf der Hüls 183
D-58285 Gevelsberg D-52068 Aachen
SAM GmbH Soft Imaging Systems GmbH
Wielandstr. 28a Hammerstr.89
D-32545 Bad Oeynhausen D-48153 Münster
Sun Microsystems GmbH Transferzentrum Mikroelektronik e.V.
Brandenburg Str. 2 In den Weiden 7
D-40880 Ratingen D-99099 Erfurt
VITRONIC GmbH Volker Tympel Ingenieurbüro
Hasengartenstr. 14a Konrad-Zuse-Str. 3
D-65189 Wiesbaden D-07745 Jena
Vorwort
Durch die zunehmende Digitalisierung bildgebender Systeme in der medizini
schen Diagnostik hat die digitale Bildverarbeitung für die Medizin in den
letzten Jahren eine immer stärkere Bedeutung erlangt. Dabei bestehen besondere
Anforderungen an Algorithmen, Systeme und Anwendungen der medizini
schen Bildverarbeitung, die sich aus der für den klinischen Einsatz notwendi
gen Robustheit und Genauigkeit ergeben. Die Individualität des Bildmaterials
sowie die vielfach nicht mögliche Trennung zwischen Objekt und Hintergrund
wirkt hier zusätzlich erschwerend. Der interdisziplinäre Charakter dieses For
schungsbereiches erfordert weiterhin intensive Kommunikation und Informati
onsaustausch zwischen den Disziplinen. Obwohl der Bereich Medizinische Bild
verarbeitung in vielen Fachgesellschaften als Arbeitsgruppe etabliert ist, fehl
te bislang ein gemeinsames Forum für Wissenschaftler, Hersteller und Anwen
der aus (Medizin-) Informatik, Natur- und Ingenieurwissenschaft, Medizin und
(Biomedizin-) Technik.
Mit dem Workshop Bildverarbeitung für die Medizin 1998, der als ge
meinsame Veranstaltung der auf Seite V genannten Organisationen durchgeführt
wird, ist es erstmals gelungen, dieses Forum zu schaffen. Dies manifestiert sich
durch das hohe Interesse, das der Veranstaltung entgegengebracht wurde. Knapp
120 Beiträge wurden auf unseren Call for Papers eingesandt und anonymisiert
von jeweils zwei renommierten Wissenschaftlern (Programmkomitee siehe S. V)
beurteilt. Anhand dieser Bewertung wurden 88 Beiträge für den Workshop aus
gewählt. Diese werden als wissenschaftliche Vorträge (V), Post.er- (P) und Sy
stemdemonstrationen (S) präsentiert. Die Industrieausstellung zählt zur Zeit be
reits 18 Firmen, die Ihre Aktivitäten in der medizinischen Bildverarbeitung auch
in Industrievorträgen (I) präsentieren werden. Darüber hinaus ist es gelungen,
Herrn Professor Robert M. Haralick von der University of Washington, Seattle,
USA, für den Eröffnungsvortrag zu gewinnen. Als weiterer Schritt zur Etablie
rung dieses gemeinsamen Forums werden die Proceedings vom Springer-Verlag
publiziert und sind damit auch nach dem Workshop dauerhaft erhältlich.
Wir freuen uns, daß dieser erste gemeinsame Workshop in Aachen stattfindet.
Die Abteilung Medizinische Bildverarbeitung des Instituts für Medizinische In
formatik der RWTH Aachen spiegelt die interdisziplinären Rahmenbedingungen
dieser Wissenschaft exemplarisch wider. Zur Medizinischen Fakultät gehörend,
forschen hier primär Informatiker und Ingenieure. Der anderswo oft schwierige
Dialog mit den klinischen Partnern wird in Aachen durch die räumliche Integra
tion in einem Gebäude, dem Universitätsklinikum, besonders gefördert. Auch
der Workshop 1998 wird im Universitätsklinikum Aachen stattfinden.
Trotz allem soll der traditionelle Charakter eines Workshops mit guter Ar
beitsatmosphäre erhalten bleiben. Nur der finanziellen Unterstützung der Fir
ma Sun Microsystems, Ratingen, und der Industriepartner (siehe S. VI) ist es
zu verdanken, daß die Teilnahmegebühren so niedrig gehalten werden konnten.
VIII
Ebenfalls gebührt unser Dank der Deutschen Gesellschaft für Medizinische In
formatik, Biometrie und Epidemiologie (GMDS) und dem IEEE Joint Chapter
Engineering in Medicine and Biology (IEEE German Section), die die Anreise
von Herrn Professor Haralick finanziell unterstützt haben.
Die Herausgeber dieser Proceedings möchten es sich nicht nehmen lassen, al
len, die zum Gelingen des Workshops beigetragen haben, ganz herzlichen Dank
auszusprechen: den Autoren für die rechtzeitige und formgerechte Einsendung
ihrer interessanten Beiträge, dem Programmkomitee für die gründliche und ter
mingerechte Begutachtung, den Mitarbeitern des Instituts für Medizinische In
formatik und den Ansprechpartnern der Verwaltung der Medizinischen Einrich
tungen der RWTH Aachen für die tatkräftige Unterstützung bei der Organisa
tion und Durchführung des Workshops. Herrn Jörg Schwarz, Sun Microsystems,
danken wir für seine Beteiligung an der Organisation der Industrieausstellung
und Herrn Christian Thies, Institut für Medizinische Informatik, u.a. für die
Macro-Programmierung zur Erstellung der Proceedings.
Zum Abschluß möchten wir noch auf die Internet-Leitseite des Workshops
hinweisen, von der aus alle Informationen zum Workshop abrufbar sind:
http://www.imib.rwth-aachen.de/www/bvm9S
Allen Teilnehmerinnen und Teilnehmern wünschen wir auf dem ersten gemein
samen Workshop Bildverarbeitung für die Medizin 1998 einen fruchtbaren
wissenschaftlichen Austausch und einen angenehmen Aufenthalt in der Kaiser
stadt Aachen.
Aachen, im Februar 1995 Thomas Lehmann
Volker Metzler
Klaus Spitzer
Thomas Tolxdorff
Inhaltsverzeichnis
Eingeladener Vortrag
v
000 Automated Ventriculargram Boundary Delineation
H aralick RM, Suri J, Sheehan F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Wissenschaftliche Beiträge
v
001 Robust motion vector relaxation far X-ray ftuoroscopy
using generalized Gauss-Markov random fields
Aach T, Kunz D.................................................. 19
P 002 Analyse und Korrektur der Abbildungsfehler einer Gammakamera
mit Hilfe einer Feinnadelstrahlquelle
Engeland U, Striker T, Luig H. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
P 003 Theoretische und experimentelle Untersuchung eines Verfahrens
zur Schätzung von Attributen der Grauwertkanten
in 2D-CT jMR-Bildern
Hagemann A, Rohr K, Stiehl HS.................................. 29
P 004 Festkörper-Kernspintomographie.
Darstellung von Knochenstrukturen
mit Hilfe der Kernspintomograhie
Oerther T, Höpfel D, Rohr G. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 34
V 005 Bildregistrierung und -überlagerung.
Eine Hybridlösung aus interaktiven und automatisierten Verfahren
Pietrzyk U, Thiel A, Lucht H, Schuster A. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
P 006 Automatische Augenstellungsbestimmung
in Infrarot-Videobildsequenzen
Schian R, Barry JC, Pongs U, Priese L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
V 007 Kantenerhaltende Glättung von Volumendaten
bei sehr geringem Signal-Rausch-Verhältnis
Aurich V, Mühlhaus E, Grundmann S............................ 49
V 010 Die Vorverarbeitung von fMR-Daten
Kruggel F, Descombes X, v. Cramon DY.......................... 54
x
V 011 Erste klinische Untersuchungen
mit einem mechanischen Finite-Elemente-Modell
des menschlichen Kopfes
Hartmann U, Kruggel F.......................................... 59
P 013 Prostate ultrasound images processing
Crivianu-Gaita D, Miclea F, Gaspar A, Holban S, Muntean G .... 64
P 014 Lokal-trilineare Bewegungskorrektur in der MR-Mammographie
Fischer H, Ehritt-Braun C, Otte M, Hennig J, Mergner T........ 70
V 017 Dynamic X-ray imaging system based on an all-solid-state detector
Jung N, Busse F, Conrads N, Meulenbrugge H, Rütten W,
Stouten H, Wieczorek H . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
V 018 Gewebedifferenzierung in sonographischen Aufnahmen der Haut
Pohle R, Ulrich J. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 78
V 020 Verbesserung der Dynamik und Ortsauflösung
in der Ultraschalldiagnostik durch die Kombination
kodierter Anregung und tiefenangepaßter Mismatched-Filterung
Eck K, Brenner AR, Wilhelm W, Noll TG. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 83
P 021 Tiefenangepaßte Filterung
für das Puls-Echo-Verfahren in der Ultraschalldiagnostik
Schwann R, Eck K, Brenner AR, Noll TG. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
V 022 Evaluierung der Detektionsleistung von 3D-Operatoren
zur Ermittlung anatomischer Landmarken
in tomographischen Bildern
H artkens T, Rohr K, Stiehl HS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
S 023 Transformer .
Ein Software-System zur Registrierung medizinischer Bilddaten
Otte M........................................................... 98
V 026 Neuronavigation und Elektrophysiologie.
Intraoperative anatomische Darstellung funktioneller Regionen
des sensomotorischen Kortex
Krombach GA, Spetzger U, Rohde V, Küker W, Zacharias C,
Gilsbach JM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 104
V 028 Konzept zur Modellierung und funktionellen Simulation
von Organstrukturen in der Biomedizin
Kriete A .......................................................... 109