Imagos –Medizinische Bildgebung, -verarbeitung und -visualisierung
CT, MRT, Ultraschall-Bildgebung, fMRT, DSA, PET, SPECT? Für welche medizinische Anwendung wird welches Verfahren eingesetzt? Wie entsteht einSinogramm? Mit welchen Parametern wird die Güte einer Bildrekonstruktion bestimmt?
Bildgebung und Visualisierung spielen in der Medizin eine wesentliche Rolle. In den zwei Modulen „Imagos I“ und „Imagos II“ werden sowohl die physikalischen und technischen Grundlagen der einzelnen medizinischen bildgebenden Verfahren, der Bildverarbeitung, der 3D-Visualisierung und der Navigation als auch Aspekte der Interpretation und Qualitätsbewertung medizinischer Bilddaten betrachtet. Die Module beinhalten Praktikumsversuche u. a. zur Röntgendiagnostik, Optischen Computertomographie oder 3D-Visualisierung.
Die Module „Imagos I und II – Medizinische Bildgebung, -verarbeitung und -visualisierung“ liefern dem Technikfachmann den grundlegenden theoretischen Wissensstoff zur technischen Realisierung sowie anwendungsorientiertes Fachwissen zu bildgebenden Verfahren.
Ansprechpartner:
PD Dr.-Ing. Ute Morgenstern
Technische Universität Dresden
Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik
Institut für Biomedizinische Technik
ute.morgenstern@tu-dresden.de
Link zum IBMT
Imagos – Medizinische Bildgebung, -verarbeitung und -visualisierung
Die Inhalte der Module Imagos I und II beruhen auf den Lehrveranstaltungen „Medizinische Bildgebung“ und „Medizinische Bildverarbeitung und Visualisierung“ von Frau PD Dr.-Ing. Ute Morgenstern, Technische Universität Dresden.
Imagos I – Bildgebende Verfahren und Geräte in der Medizin
Neben der Vermittlung theoretischer Grundlagen zum Wirkprinzip und zur technischen Realisierung von Geräten und Verfahren im medizinischen Diagnoseprozess (Röntgendiagnostik, CT, MRT, PET, SPECT, US, multimodale Datenfusion, Visualisierung) wird die Qualitätsbewertung diagnostischer Aussagen als Basis für den medizinischen Entscheidungsprozess und für Therapiemaßnahmen vorgestellt.
Das Modul beinhaltet zwei Praktikumsversuche (Röntgendiagnostik 1 und 2). Ihr Ziel ist die praktische Vermittlung grundlegenden Wissens über die Erzeugung von Röntgenbildern in einer für den Mediziner ausreichenden Bildqualität. Die Bildqualität wird durch ein komplexes Zusammenwirken verschiedener Prozesse, Größen und Parameter der Glieder in der Bildentstehungskette bestimmt. Dieses Zusammenwirken und die Veranschaulichung der Probleme, die sich aus Erzeugung, Wechselwirkung und Nutzung von Röntgenstrahlen in der Diagnostik ergeben, werden erläutert. Das Praktikum ist in drei Versuchskomplexe gegliedert, die eine schrittweise Untersuchung einzelner Prozesse und Größen erlauben:
- Grundlagen der Erzeugung und Wechselwirkung von Röntgenstrahlen (Beeinflussung des Röntgenspektrums durch die Betriebsparameter der Röhre und wegen der Abschwächung aufgrund verschiedener Absorbermaterialien)
- Grundlagen der Dosimetrie (quantitative Messung von Röntgenstrahlung und deren biologischer Wirkung)
- Bildgebung (Abhängigkeit verschiedener Bildparameter von den Eigenschaften des strahlenerzeugenden Systems, des durchstrahlten Objekts und des abbildenden Systems).
Imagos II- Medizinische Bildverarbeitung und autostereoskopische Visualisierung
Dieses Modul vermittelt anwendungsbereite Kenntnisse zu bildgebenden Verfahren und deren gerätetechnischer Umsetzung. Fertigkeiten im Umgang mit Bildverarbeitungssoftware sowie räumlichen Präsentations- und Interaktionswerkzeugen im medizinischen und Ingenieurbereich können sowohl theoretisch als auch durch Übungen vertieft werden.
Hinzu kommt eine Zusammenstellung mathematischer Algorithmen zur medizinischen Bildverarbeitung und Visualisierung räumlicher Daten (Bildverarbeitungskette) sowie unterschiedlicher Datenformate und Modelle von Volumendatenmassiven. Autostereoskopische Präsentation und 3D-Interaktion sowie ein Training im Umgang mit realen mehrdimensionalen medizinischen Daten und Bildern anhand verschiedener Softwaresysteme (Computertomographie, Matlab / Image Processing Toolbox (Mathworks Corp.), Amira (Mercury Computer Systems)) sind weitere Bestandteile des Moduls. Als praktisches Anwendungsbeispiel dienen Bilder aus dem Bereich der Neurochirurgie, an denen die medizinische Bildverarbeitungskette erläutert wird.