ISSN:
1432-2102
Keywords:
Schlüsselwörter Morphologische Operatoren
;
Partialvolumeneffekt
;
Erosion
;
Dilatation
;
Bildverarbeitung
;
3D-CT
;
Key words Morphological operators
;
Partial volume effect
;
Erosion
;
Dilation
;
Image processing
;
3D-CT
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Medicine
Description / Table of Contents:
Summary Aim: The quality of segmentation and three-dimensional reconstruction of anatomical structures in tomographic slices is often impaired by disturbances due to partial volume effects (PVE). The potential for artefact reduction by use of the morphological image processing operators (MO) erosion and dilation is investigated. Design: The CT examinations of 31 patients with pathological alterations in lung or brain were segmented using automatic region growing and the MO were applied in a different number of iterations. The processed regions were 3D-reconstructed (shaded surface display, MIP, volume rendering) and the occurrence of PVE-related artefacts using the signal-to-background ratio (SBR) prior to and after MO application was compared. Results: For all patients under review, the artefacts caused by PVE were significantly reduced by erosion (lung: mean SBRpre=1.67, SBRpost=4.83; brain: SBRpre=1.06, SBRpost=1.29) even with only a small number of iterations. Region dilation was applied to integrate further structures (e.g. at tumor borders) into a configurable neighbourhood for segmentation and quantitative analysis. Conclusions: The MO represent an efficient approach for the reduction of PVE artefacts in 3D-CT reconstructions and allow optimized visualization of individual objects.
Notes:
Zusammenfassung Ziel: Die Segmentierung und 3D-Rekonstruktion anatomischer Strukturen in Schnittbildern erzielt häufig, bedingt durch Artefakte infolge des Partialvolumeneffektes (PVE), nur suboptimale Ergebnisse. Diese Störungen sollen durch Einsatz der morphologischen Bildverarbeitungsoperatoren (MO) Erosion und Dilatation reduziert werden. Methode: Bei 31 Patienten mit pathologischen Veränderungen in Lunge bzw. Gehirn wurden die CT-Daten mittels Regionenwachstum automatisch segmentiert und die MO mit einer unterschiedlichen Anzahl an Iterationsschritten angewendet. Die so bearbeiteten CT-Daten wurden dreidimensional rekonstruiert (MIP, Oberflächendarstellung, Volume Rendering) und anschließend das Auftreten von Artefakten anhand des Signal/Hintergrund-Verhältnisses (SBR) vor und nach Anwendung der MO verglichen. Ergebnisse: Bei allen ausgewerteten Patienten konnten durch die Bilderosion schon mit einer geringen Zahl von Iterationen Störungen durch PVE signifikant herabgesetzt werden (Lunge: mittleres SBRpre=1,67, SBRpost=4,83; Gehirn: SBRpre=1,06, SBRpost=1,29). Mit der Regionendilatation konnten in einer definierbaren Umgebung um die Ausgangsregion weitere Strukturen (z.B. an der Tumoroberfläche) in die Darstellung integriert werden. Schlußfolgerungen: Die MO stellen ein wirkungsvolles Verfahren zur Reduktion der Auswirkungen von PVE-Artefakten in 3D-CT-Rekonstruktionen dar und gestatten eine optimierte Visualisierung einzelner Objekte.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/s001170050435
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