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Quantitative Evaluation der Sehbahn bei Glaukom-Patienten

Weltweit leiden Millionen unter der Glaukomerkrankung, die zu irreversiblen Schäden der Sehnerven führt. Damit ist Glaukom die zweithäufigste Ursache für Erblindung. Dennoch wird bei weniger als 50 % der Erkrankten auch tatsächlich ein Glaukom diagnostiziert, da die auftretenden Gesichtsfeldausfälle häufig erst im fortgeschrittenen Stadium bemerkt werden. Deshalb sind bessere Methoden zur Glaukomerkennung und -therapie dringend erforderlich.

Verschiedenste Bildmodalitäten existieren zur Bildaufnahme des Augenhintergrundes. Dennoch bleibt der Signalweiterleitung über die Sehbahn bis zum visuellen Kortex bei der Diagose unberücksichtigt. Dieses Projekt verfolgt das Ziel, die Sehbahn mit Hilfe von Diffusion Tensor Imaging (DTI) zu visualisieren und zu analysieren, welche Korrelation zwischen den Veränderungen der Sehstrahlung und der Glaukomerkrankung besteht.

Identifikation der Sehstrahlung: DTI basiert auf Magnetresonanztomographie und ist die einzige bildgebende, nicht invasive Modalität die den Verlauf der Sehbahn erfassen kann. Die exakte Segmentierung der Sehstrahlung aus DTI Datensätzen stellt eine große Herausforderung dar, da die Daten nur probabilistische Informationen enthalten. Die vorhandene, enge Kooperation mit dem medizinischen Experten ist daher unbedingt erforderlich, um aussagekräftige Ergebnisse zu erzielen. Durch die verfügbar technische und medizinische Expertise der Kooperationspartner, konnten die DTI spezifischen Eigenschaften zur Identifikation der Sehbahn genutzt werden.

Analyse der Sehstrahlung: In diesem Teil des Projektes wird DTI zur Erforschung der Glaukomerkrankung genutzt. Die abgeleiteten Parameter der Diffusionstensoren innerhalb der Sehstrahlung werden überprüft und ihre Signifikanz bei der Unterscheidung zwischen Normal und Glaukom-Patienten geprüft. Es werden zwei Typen von Ansätzen verwendet: (i) globale Analyse der Sehstrahlung zur Glaukomerkennung und (ii) voxel-basierte Analyse der Sehstrahlung.

Projektleitung:
Prof. Dr. med. Arnd Dörfler, Prof. Dr. med. Georg Michelson, Prof. Dr.-Ing. Joachim Hornegger

Beteiligte:
Prof. Dr. med. Tobias Engelhorn, Dr. med. Simone Wärntges, Prof. Dr.-Ing. Ahmed El-Rafei

Stichwörter:
Glaukom; Diffusion Tensor Imaging; Segmentierung; Sehbahn

Laufzeit: 1.8.2008 - 29.2.2012

Förderer:
Deutscher Akademischer Austauschdienst

Kontakt:
El-Rafei, Ahmed
Telefon +49 9131 85 27826, Fax +49 9131 85 27270, E-Mail: ahmed.el-rafei@fau.de
Publikationen
El-Rafei, Ahmed: Automated Segmentation of the Optic Radiation Using Diffusion Tensor Imaging in Glaucoma Patients.Vortrag: The Association for Research in Vision and Ophthalmology, Inc. (ARVO) (Annual Meeting), Fort Lauderdale, Florida, USA, 03.05..2009
El-Rafei, Ahmed ; ; Engelhorn, Tobias ; Dörfler, Arnd ; Wärntges, Simone ; Michelson, Georg: Automatic Segmentation of the Optic Radiation using DTI in Glaucoma Patients. In: Tavares, João Manuel R.S. ; Jorge, R.M. Natal (Hrsg.) : Computational Vision and Medical Image Processing - VipIMAGE 2009 (International Conference VipIMAGE 2009 - II ECCOMAS THEMATIC CONFERENCE ON COMPUTATIONAL VISION AND MEDICAL IMAGE PROCESSING Porto, Portugal 14-16.10.2009). Portugal : Taylor and Francis, 2009, S. 293-298. - ISBN 978-0-415-57041-1
El-Rafei, Ahmed ; ; Wärntges, Simone ; ; ; Michelson, Georg: Automatic Segmentation of the Optic Radiation Using DTI in Healthy Subjects and Patients with Glaucoma. In: Computational Vision and Medical Image Processing - Recent Trends. Series: Computational Methods in Applied Sciences 19 (2011), S. 1-15
El-Rafei, Ahmed ; ; Wärntges, Simone ; ; ; Michelson, Georg: Glaucoma Classification Based on Histogram Analysis of Diffusion Tensor Imaging Measures in the Optic Radiation. In: Pedro Real ; Daniel Diaz-Pernil ; Helena Molina-Abril ; Ainhoa Berciano ; Walter Kropatsch (Hrsg.) : Lecture Notes in Computer Science (Computer Analysis of Images and Patterns Seville, Spain 29-31.08.2011). Bd. 6854. Berlin/Heidelberg : Springer, 2011, S. 529-536. - ISBN 978-3-642-23671-6
[doi>10.1007/978-3-642-23672-3_64]
El-Rafei, Ahmed ; ; Wärntges, Simone ; ; ; Michelson, Georg: A framework for voxel-based morphometric analysis of the optic radiation using diffusion tensor imaging in glaucoma. In: Magnetic resonance imaging 29/2011 (2011), Nr. 8, S. 1076-1087
[doi>10.1016/j.mri.2011.02.034]

Institution: Lehrstuhl für Informatik 5 (Mustererkennung)
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