Danksagung | 6 |
Inhaltsverzeichnis | 7 |
Abbildungsverzeichnis | 9 |
Tabellenverzeichnis | 12 |
Algorithmenverzeichnis | 13 |
Kapitel 1 Einleitung | 14 |
Kapitel 2 Grundlagen | 18 |
2.1 Medizinische Grundlagen | 19 |
2.1.1 Das menschliche Herz-Kreislauf-System | 19 |
2.1.1.1 Das Gefäßsystem | 19 |
2.1.1.2 Das Herz | 20 |
2.1.1.3 Die Blutversorgung des Herzens | 21 |
2.1.2 Die Koronare Herzkrankheit | 22 |
2.1.3 Apparative Standardverfahren der Herzdiagnostik | 23 |
2.1.3.1 Elektrokardiogramm | 23 |
2.1.3.2 Echokardiographie | 23 |
2.1.3.3 Röntgenuntersuchungen | 24 |
2.1.3.4 Computertomographie | 24 |
2.1.3.5 Kernspintomographie | 24 |
2.1.3.6 Herzkatheteruntersuchungen | 25 |
2.1.3.7 Nuklearmedizinische Verfahren | 26 |
2.1.4 Besonderheiten des Schweineherzens | 26 |
2.2 Technik der Koronarangiographie mit Synchrotronstrahlung | 27 |
2.2.1 Ursprung | 27 |
2.2.2 Aufnahmeprinzip | 27 |
2.2.3 Messanordnung | 31 |
2.2.4 Kontrastmittelgabe | 33 |
2.2.5 Transmissionsaufnahmen | 33 |
2.2.6 Time Projection Imaging (TPI) | 35 |
2.3 Datenmaterial | 35 |
2.3.1 Überblick | 35 |
2.3.2 Messungen an Phantomen | 37 |
2.3.3 Messungen an Schweineherzen | 39 |
2.3.4 Simulierte Daten | 42 |
Kapitel 3 Vorverarbeitung | 44 |
3.1 Eigenschaften der Rohdaten | 45 |
3.1.1 Grundlegende Eigenschaften | 45 |
3.1.2 Defekte Detektorkanäle | 45 |
3.1.3 Unterschiedliche Kennlinien der Detektorkanäle | 46 |
3.1.4 Ortsabhängigkeit der Strahlintensität | 49 |
3.1.5 Zeitabhängigkeit der Strahlintensität | 51 |
3.1.6 Diskretisierungseffekte | 51 |
3.1.7 Rauscheffekte | 52 |
3.1.8 Winkeldivergenz der Fächerstrahlen | 53 |
3.2 Korrekturverfahren | 55 |
3.2.1 Zielsetzung und Vorgehen | 55 |
3.2.2 Korrektur defekter Detektorkanäle | 57 |
3.2.3 Normierung der Kanalkennlinien | 57 |
3.2.4 Unterdrückung von Schwankungen der Strahlintensität | 59 |
3.3 Logarithmische Subtraktion | 61 |
3.3.1 Ein.uss der Korrekturverfahren | 61 |
3.3.2 Subtraktion korrigierter Teilaufnahmen | 62 |
3.3.3 Berücksichtigung der Winkeldivergenz | 63 |
3.3.4 Nachbearbeitung der Subtraktionsaufnahmen | 64 |
Kapitel 4 Bildinhalte | 66 |
4.1 Übersicht | 67 |
4.2 Blutgefäße | 68 |
4.3 Herzinnenräume | 76 |
4.4 Herzmuskel | 83 |
Kapitel 5 Gefäßerkennung als Problem der Strukturerkennung | 85 |
5.1 De.nition und Einordnung | 86 |
5.2 Exkurs: Natürliche Strukturerkennung | 87 |
5.3 Verfahren der Gefäßerkennung | 88 |
5.4 Durchführbarkeit und Bewertungskriterien | 93 |
5.4.1 Sichtbarkeit des Abbilds der gesuchten Struktur | 93 |
5.4.2 Unterscheidbarkeit des Strukturabbilds | 94 |
5.4.3 Wiedererkennbarkeit der Struktur anhand ihres Abbilds | 96 |
5.4.4 Bestimmbarkeit von Struktureigenschaften | 98 |
5.5 Einschränkungen und Lösungsansätze | 99 |
5.5.1 Abbildungsbedingter Informationsverlust | 99 |
5.5.2 Überlagerung von Bildinhalten | 100 |
5.5.3 Mehrdeutigkeit der Bildinhalte | 101 |
5.5.4 Variabilität der Strukturen und ihrer Abbilder | 103 |
Kapitel 6 Gefäßerkennung in nichtinvasiven Koronarangiogrammen | 105 |
6.1 Anwendungsszenario und Anforderungen | 106 |
6.2 Problemanalyse | 107 |
6.2.1 Untersuchung der Sichtbarkeit | 107 |
6.2.2 Untersuchung der Unterscheidbarkeit | 111 |
6.2.3 Untersuchung der Wiedererkennbarkeit | 119 |
6.2.4 Untersuchung der Bestimmbarkeit der Gefäßeigenschaften | 120 |
6.3 Entwicklung des Erkennungsverfahrens | 121 |
6.4 Evaluation | 126 |
6.4.1 Vorgehen | 126 |
6.4.2 Simulationen | 127 |
6.4.3 Nichtinvasive Aufnahmen | 135 |
6.4.4 Selektive Aufnahmen | 137 |
6.5 Fazit | 138 |
Kapitel 7 Gefäßerkennung in selektiven TPI-Aufnahmen | 140 |
7.1 Anwendungsszenario und Anforderungen | 141 |
7.2 Problemanalyse | 142 |
7.2.1 Untersuchung der Sichtbarkeit | 142 |
7.2.2 Untersuchung der Unterscheidbarkeit | 142 |
7.2.3 Untersuchung der Wiedererkennbarkeit | 145 |
7.2.4 Untersuchung der Bestimmbarkeit der Gefäßeigenschaften | 148 |
7.3 Entwicklung des Erkennungsverfahrens | 149 |
7.4 Evaluation | 152 |
7.4.1 Vorgehen | 152 |
7.4.2 Simulationen | 152 |
7.4.3 Reale Aufnahmen | 155 |
7.5 Fazit | 158 |
Kapitel 8 Fazit und Ausblick | 162 |
Literaturverzeichnis | 166 |