Akustikusneurinom-Segmentierung: Anwendung der Radial-Strahl-basierten 3D-Methodik

Einleitung: Akustikusneurinome sind benigne Tumore des N. vestibularis im Bereich des Kleinhirnbrückenwinkels oder des inneren Gehörgangs. Bei langsamem Wachstum ist neben der operativen Entfernung oder der Strahlentherapie eine ,wait and scan"-Strategie unter regelmäßigen MRT-Kontrollen möglich. Objektivierbare Tumorvolumenbestimmungen können mittels zeitaufwendiger Segmentierungen durchgeführt werden. Durch eine Automatisierung des Segmentierungsvorganges wird diese Methode schnell, genau und objektiv einsetzbar. Methode: Die Radial-Strahl-basierte 3D-Segmentierung sendet ausgehend von einem manuell vorgegebenen Saatpunktes, Strahlen radial in alle Richtungen und erzeugt unter Einbeziehung von Bildinformation und lokalem Formwissen eine Segmentierung. Innerhalb weniger Sekunden werden die Achsen und das Volumen des Tumors angezeigt. Innerhalb eines Projektes wurde die Methode spezifisch für Akustikusneurinome entwickelt und an unserem Patientengut validiert. Es wurden Messungen bei manueller und automatisierter Segmentierung durch verschiedene Untersucher durchgeführt, um die Reliabilität, Geschwindigkeit und Alltagstauglichkeit der Methode zu evaluieren. Ergebnisse: Das Volumen von Akustikusneurinomen kann auch durch unterschiedliche Untersucher reproduzierbar mit hoher Genauigkeit innerhalb weniger Sekunden automatisiert und somit schneller als manuell segmentiert werden. Schlussfolgerung: Die automatisierte Radial-Strahl-basierte 3D-Segmentierung ist eine gut geeignete Methode zur objektiven Volumenbestimmung von Akustikusneurinomen. Sie mindert die Inter-Observer-Variabilität und reduziert den Zeitaufwand der Bildbeurteilung. Insofern hat diese Methode ein gutes Potential, um v.a. bei der ,.wait and scan"-Methode in den klinischen Alltag eingeführt zu werden

Oramod - Software-basierte multimodale Prädiktion des Outcome von Patienten mit Mundhöhlenkarzinomen

Valide Biomarker sind für die personalisierte Therapie bei Mundhöhlenkarzinomen noch nicht etabliert. Individuelle klinische, Bildgebungs-basierte oder genetische Marker beeinflussen das Outcome des Patienten. Um alle diese Parameter in einem holistischen Modell auszuwerten, ist eine IT-basierte, multimodale Strategie unabdingbar. Innerhalb des EU-geförderten "OraMod"-Projektes wurde in einer Multicenter-Studie anhand der Daten von 239 Patienten einen Algorithmus erstellt, der das Outcome vorhersagt. Klinische Daten und eine 12 Gene umfassende Gensignatur konnten definiert werden. Zur unkomplizierten Umsetzung wurde ein benutzerfreundlicher RT-PCR-Cycler (Größe: ca. 12 x 8 x 10 cm, Gewicht: <500g) entwickelt. Die Bildgebungsdaten fließen nach semi-automatisierter Segmentierung ein. Eine Validierung erfolgt an 126 prospektiv eingeschlossenen Patienten. Die Oramod-Software kann die Personalisierung der Therapie und Nachsorge von Mundhöhlenkarzinomen durch eine Vorhersage des Outcome anhand von bei Erstdiagnose erhobenen Daten verbessern. Aufgrund der intuitiven, übersichtlichen und ansprechenden Visualisierung kann sie zudem als elektronische Patientenakte verwendet werden

Coronal Heating as Determined by the Solar Flare Frequency Distribution Obtained by Aggregating Case Studies

Flare frequency distributions represent a key approach to addressing one of the largest problems in solar and stellar physics: determining the mechanism that counter-intuitively heats coronae to temperatures that are orders of magnitude hotter than the corresponding photospheres. It is widely accepted that the magnetic field is responsible for the heating, but there are two competing mechanisms that could explain it: nanoflares or Alfv\'en waves. To date, neither can be directly observed. Nanoflares are, by definition, extremely small, but their aggregate energy release could represent a substantial heating mechanism, presuming they are sufficiently abundant. One way to test this presumption is via the flare frequency distribution, which describes how often flares of various energies occur. If the slope of the power law fitting the flare frequency distribution is above a critical threshold, $\alpha=2$ as established in prior literature, then there should be a sufficient abundance of nanoflares to explain coronal heating. We performed $>$600 case studies of solar flares, made possible by an unprecedented number of data analysts via three semesters of an undergraduate physics laboratory course. This allowed us to include two crucial, but nontrivial, analysis methods: pre-flare baseline subtraction and computation of the flare energy, which requires determining flare start and stop times. We aggregated the results of these analyses into a statistical study to determine that $\alpha = 1.63 \pm 0.03$. This is below the critical threshold, suggesting that Alfv\'en waves are an important driver of coronal heating.Comment: 1,002 authors, 14 pages, 4 figures, 3 tables, published by The Astrophysical Journal on 2023-05-09, volume 948, page 7