DICOM-Analyser

Lungen-Segmentierung per Computer

| Redakteur: Ira Zahorsky

Beim Probelauf des optimierten Computerprogramms DICOM-Analyser: (v. l.) Tobias Steinmetzer, Igor Nesterow und Nico Gerhardt
Beim Probelauf des optimierten Computerprogramms DICOM-Analyser: (v. l.) Tobias Steinmetzer, Igor Nesterow und Nico Gerhardt (Bild: Robert Rietscher)

Die Lunge automatisch und präzise zu erkennen und schneller als bisher von umliegenden Geweben und Strukturen mittels so genannter Segmentierung abzugrenzen, ermöglicht ein Computerprogramm, an dem Studierende der Medizininformatik an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus–Senftenberg derzeit mitarbeiten.

Derzeitig sind für die Lungensegmentierung noch viele Stunden intensiver und überwiegend manueller Arbeit erforderlich. Dies soll sich durch ein Programm zur Lungensegmentierung künftig ändern. Zunächst soll das Programm DICOM-Analyser im Rahmen der anästhesiologischen Forschung genutzt werden, indem es die Lunge in allen drei Dimensionen in nur wenigen Sekunden abgrenzt. Im Folgeschritt kann dann das jeweilige Maß der Schädigung des Organs abgeschätzt werden.

„Um den Schädigungsgrad der Lunge erkennen zu können, werden dreidimensionale Aufnahmen des Körpers mit einem Computertomographen (CT) erfasst. Hierfür nehmen wir circa 200 bis 510 Schnittbilder auf. Diese Schnittbilder beinhalten jedoch nicht nur die Lunge, sondern auch alle umliegenden Organe und Strukturen, wie Herz, Rippen, Wirbelsäule, Zwerchfell sowie die Luft- und Speiseröhre“, erklärt Dr. Anja Braune vom Universitätsklinikum Carl Gustav Carus an der Technischen Universität Dresden. Für die Diagnose müssen die Wissenschaftler deshalb in jedem einzelnen Schnittbild die Lunge erkennen und kennzeichnen. Bei schwer geschädigten Lungen geschieht dies noch überwiegend per Hand und dauert bis zu sechs Stunden pro 3D-Aufnahme.

Nachdem mit dem Programm DICOM-Analyser der Lungenbereich abgegrenzt wurde, kann der prozentuale Anteil der geschädigten Lunge berechnet werden, woraus die Forscher ihre Schlussfolgerungen ziehen. Das Computerprogramm, welches Nico Gerhardt und Igor Nesterow – Masterstudenten der Informatik mit der Vertiefung Medizininformatik an der BTU – seit fast einem Jahr überarbeiten und für einen breiteren Anwendungsbereich optimieren, steht kurz vor der Fertigstellung und soll dann im Rahmen der klinischen Forschung angewendet werden.

Ein weiteres Projekt zur Optimierung der Algorithmen im Computerprogramm DICOM-Analyser soll im noch jungen universitären Studiengang Medizininformatik im bevorstehenden Wintersemester 2018/19 folgen.

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