Retrospektive Analyse von Post-Processing-Algorithmen für digitale Röntgen-Thorax-Aufnahmen in der Neonatologie

In dieser Studie wurden die Post-Processing-Variationen S-Vue™ 3.02 Neonatal 1 - 4 bezüglich ihres Einflusses auf die Bildqualität von digitalen Röntgenaufnahmen untersucht. Ziel dieser Studie war es, zu untersuchen, ob diese Post-Processing-Variationen zu einer Verbesserung der Bildqualität von digitalen Röntgen-Thorax-Aufnahmen führen. 50 Röntgen-Thorax-Aufnahmen wurden postprozessiert und durch drei Fachärzte für Radiologie analysiert. Die deskriptive Häufigkeitsverteilung sowie die Inter-Rater-Reliabilität wurde ermittelt und eine Summenvektorberechnung durchgeführt. Die Ergebnisse der Summenvektorberechnung sind mit einem t-Test für verbundene Stichproben auf Signifikanz überprüft worden. Für die Post-Processing-Variation S-Vue™ 3.02 Neonatal 1 wurde sich am häufigsten bei den Kriterien Lungenstruktur (35,3 %) und zentrale Gefäße (38 %) entschieden. Bei der Beurteilung von retrokardialen Gefäßen (38,7 %) und bei dem Kriterium Rauscheindruck (44,7 %) wurde der Prozess Neonatal 2 präferiert. Neonatal 3 erhielt bei den Bewertungskriterien Knochenstruktur (48,7 %), Trachea (32,7 %) und Fremdmaterial (48 %) die beste Bewertung. Bei der Beurteilbarkeit im Sinne der Fragestellung (36,7 %) und der Beurteilung von Pneumothoraces (41,7 %) wurde Neonatal 4 am besten bewertet. Die Kappa-Koeffizienten lagen bei Werten von - 0,143 bis 0,2. Die Berechnung des Summenvektors und des t-Tests führte zu dem Ergebnis, dass Prozess Neonatal 4 mit 4,04 von 16 Punkten am besten bewertet wurde. Signifikant am schlechtesten wurde der Prozess 3 mit 2,54 Punkten bewertet (P < 0,05). Die deskriptive Häufigkeitsverteilung zeigt, dass die Post-Processing-Variationen für bestimmte Fragestellungen eine unterschiedlich gute Bildqualität liefern. Die geringen Werte der Kappa-Koeffizienten bedeuten ein niedriges Maß an Übereinstimmung zwischen den Radiologen. Durch die Berechnung des Summenvektors und des t-Tests konnte kein Verfahren dargelegt werden, welches signifikant besser bewertet wurde

간 조영술을 위한 혈관 모델 기반의 국부 적응 2D-3D 정합 알고리즘 기법 연구

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 전기·컴퓨터공학부, 2017. 2. 신영길.Two-dimensional–three-dimensional (2D–3D) registration between intra-operative 2D digital subtraction angiography (DSA) and pre-operative 3D computed tomography angiography (CTA) can be used for roadmapping purposes. However, through the projection of 3D vessels, incorrect intersections and overlaps between vessels are produced because of the complex vascular structure, which make it difficult to obtain the correct solution of 2D–3D registration. To overcome these problems, we propose a registration method that selects a suitable part of a 3D vascular structure for a given DSA image and finds the optimized solution to the partial 3D structure. The proposed algorithm can reduce the registration errors because it restricts the range of the 3D vascular structure for the registration by using only the relevant 3D vessels with the given DSA. To search for the appropriate 3D partial structure, we first construct a tree model of the 3D vascular structure and divide it into several subtrees in accordance with the connectivity. Then, the best matched subtree with the given DSA image is selected using the results from the coarse registration between each subtree and the vessels in the DSA image. Finally, a fine registration is conducted to minimize the difference between the selected subtree and the vessels of the DSA image. In experimental results obtained using 10 clinical datasets, the average distance errors in the case of the proposed method were 2.34 ± 1.94 mm. The proposed algorithm converges faster and produces more correct results than the conventional method in evaluations on patient datasets.Chapter 1 Introduction 1 1.1 Background 1 1.2 Problem statement 6 1.3 Main contributions 8 1.4 Contents organization 10 Chapter 2 Related Works 12 2.1 Overview 12 2.1.1 Definitions 14 2.1.2 Intensity-based and feature-based registration 17 2.2 Neurovascular applications 19 2.3 Liver applications 22 2.4 Cardiac applications 27 2.4.1 Rigid registration 27 2.4.2 Non-rigid registration 31 Chapter 3 3D Vascular Structure Model 33 3.1 Vessel segmentation 34 3.1.1 Overview 34 3.1.2 Vesselness filter 36 3.1.3 Vessel segmentation 39 3.2 Skeleton extraction 40 3.2.1 Overview 40 3.2.2 Skeleton extraction based on fast marching method 41 3.3 Graph construction 45 3.4 Generation of subtree structures from 3D tree model 46 Chapter 4 Locally Adaptive Registration 52 4.1 2D centerline extraction 53 4.1.1 Extraction from a single DSA image 54 4.1.2 Extraction from angiographic image sequence 55 4.2 Coarse registration for the detection of the best matched subtree 58 4.3 Fine registration with selected 3D subtree 61 Chapter 5 Experimental Results 63 5.1 Materials 63 5.2 Phantom study 65 5.3 Performance evaluation 69 5.3.1 Evaluation for a single DSA image 69 5.3.2 Evaluation for angiographic image sequence 75 5.4 Comparison with other methods 77 5.5 Parameter study 87 Chapter 6 Conclusion 90 Bibliography 92 초록 109Docto