Computergestützte Sonographische Gewebedifferenzierung Des Myokards: Habilitationsschrift, Zur Erlangung Der Venia Legendi an Dem Universitätsklinikum

ISBN-13: 9783798509504 / Niemiecki / Miękka / 1993 / 218 str.

Evelin Lieback-Zimmermann

Opis

Auf den ersten Blick scheint das Thema des vorliegenden Buches zunachst weniger ein chirurgisches zu sein, sondern mehr ein rein kardiologisches. Tatsachlich jedoch eroffnet die grundsatzliche Moglichkeit der Rechneranalyse der originaren echokardiographischen Signale ein breites Feld von Informationsgewinnung fur die Entscheidungsfindung in der Nachsorge nach Herztransplantation. Ferner ist sie wichtig fur die Beurteilung von ischamischen oder sonstigen sich verandernden Myokardzustanden. Das Buch macht den Wert der "Texturanalyse" des Echokardiogramms fur die therapeutischen und chirurgischen Cerfahren nach Herztransplantation deutlich. Die Schriftenreihe Fortschritte der Herz-, Thorax- und Gefasschirurgie soll die Moglichkeit eroffnen, herausragende Promotions- und Habilitationsarbeiten aus diesem Fachgebiet, aber auch aus angrenzenden Bereichen, in Ganze zu publizieren, insbesondere wenn deren Themen fur eine breitere Leserschaft von Interesse sind."

Spis treści

1. Einleitung und Zielstellung.- 2. Theoretische Grundlagen der Physik des Ultraschalls.- 2.1. Ultraschallausbreitung und Streuung im menschlichen Gewebe.- 2.2. Ultraschallsignalverarbeitung im Echokardiographiegerät.- 3. Stand der Forschung.- 3.1. Überblick über die Möglichkeiten sonographischer Gewebedifferenzierung.- 3.1.1. Qualitative Methoden der Gewebecharakterisierung.- 3.1.1.1. Visuelle Beurteilung des Ultraschallbildes.- 3.1.1.2. Farbkodierung von Echokardiogrammen.- 3.1.1.2.1. Farbkodierung von Analogbildern.- 3.1.1.2.2. Farbkodierung von digitalisierten Echokardiogrammen.- 3.1.2. Quantitative Methoden der Gewebedifferenzierumg durch Bestimmung der akustischen Parameter des Gewebes.- 3.1.2.1 Untersuchungen der Ultraschallgeschwindigkeit.- 3.1.2.2. Untersuchungen der akustischen Impedanz.- 3.1.2.3. Untersuchungen der Dämpfung.- 3.1.2.4. Untersuchungen der Rückstreuung.- 3.1.2.5. Untersuchungen der Parameter der Nonlinearität.- 3.1.2.6. Dynamische Gewebedifferenzierung.- 3.1.3. Digitale computergestützte Analyse des Ultraschallsignals.- 3.1.3.1. Quantitative Analyse des Radiofrequenzsignals.- 3.1.3.2. Quantitative Analyse der Echoamplituden des Videosignals.- 3.1.3.2.1. Bestimmung der Echoamplitudenintensität.- 3.1.3.2.2. Quantitative Texturanalyse.- 3.2. Sonographische Gewebecharakterisierung des Myokards.- 3.2.1. Akustische Eigenschaften des normalen Myokards.- 3.2.2. Akustische Eigenschaften von abnormen Myokard.- 3.2.2.1. Die ischämische Herzerkrankung.- 3.2.2.1.1. Akuter Myokardinfarkt.- 3.2.2.1.2. Reperfusion des ischämischen Myokards.- 3.2.2.1.3. Chronischer Myokardinfarkt.- 3.2.2.2. Kardiomyopathie.- 3.2.2.3. Intrakardiale Raumforderung.- 4. Eigene Entwicklungen der Methodischen Voraussetzungen zur Texturanalyse von Echokardiographiebildern.- 4.1. Aufbau eines Ultraschalldatenerfassungs- und verarbeitungssystems — Hardwarevoraussetzungen.- 4.1.1. IBM-kompatibler PC.- 4.1.2. Bildaufnahme- und -verarbeitungssystem “Data Translation 2851/2858”.- 4.1.3. Datenfluß.- 4.2. Entwicklung der Software zur Texturanalyse.- 4.2.1. Der Texturbegriff.- 4.2.2. Die Texturanalyse.- 4.2.2.1. Statistische Analyse.- 4.2.2.2. Strukturelle Analyse.- 4.2.2.3. Texturmerkmalsfläche.- 4.2.3. Digitale Bildfunktion.- 4.2.4. Texturanalytische Verfahren zur Merkmalsextraktion.- 4.2.4.1. Grauwerthistogrammanalyse.- 4.2.4.2. Co-occurence-Matrix.- 4.2.4.3. Powerspektrum.- 4.2.4.4. Grauwertlauflängenanalyse.- 5. Experimentelle Studie zur Textur des Ultraschallbildes Durch Untersuchungen am Gewebephantom.- 5.1. Analyse des Einflusses der Ultraschallgeräteparameter auf die Textur des Ultraschallbildes.- 5.1.1. Anliegen und Fragestellung.- 5.1.2. Material und Methodik.- 5.1.2.1. Experimentelles Gewebephantom.- 5.1.2.2. Untersuchungsablauf und Bilddigitalisierung.- 5.1.2.2.1. Verstärkungseinstellung.- 5.1.2.2.2. “Enhancement”-Einstellung.- 5.1.2.2.3. Dynamikbereicheinstellung.- 5.1.2.2.4. Tiefeneinstellung.- 5.1.2.2.5. “Post-Processing”-Einstellungen.- 5.1.2.3. Statistische Auswertung.- 5.1.3. Ergebnisse.- 5.1.3.1. Beeinflussung der Ultraschallbildtextur durch die Verstärkungs-Einstellung.- 5.1.3.2. Beeinflussung der Ultraschallbildtextur durch die “Enhancement”-Einstellung.- 5.1.3.3. Beeinflussung der Ultraschallbildtextur durch Veränderung des Dynamikbereiches.- 5.1.3.4. Beeinflussung der Ultraschallbildtextur durch die Tiefeneinstellung.- 5.1.3.5. Beeinflussung der Ultraschallbildtextur durch Veränderung der Gamma-Korrektur des Ultraschallgerätes.- 5.1.3.6. Beeinflussung der Ultraschallbildtextur durch der “Reject”-Einstellung.- 5.1.4. Diskussion.- 5.2. Untersuchungen der regionalen Variabilität der Textur des Ultraschallbildes.- 5.2.1. Anliegen und Fragestellung.- 5.2.2. Material, Methodik und statistische Auswertung.- 5.2.3. Ergebnisse.- 5.2.3.1. Veränderung der Textur bei Variation des Auswerte-fensters im Abstand vom Schallkopf.- 5.2.3.2. Veränderung der Textur durch Variation der Lage des Auswertefensters von der Mittellinie des Ultraschallbildes.- 5.2.4. Diskussion.- 6. Untersuchungen zur Sonographischen Gewebedifferenzierung des Myokards des Menschen Mittels der Texturanalyse von Echokardiogrammen.- 6.1. Überprüfung der Schlag-zu-Schlag-Variabilität und der Intraobserver-Variabilität der echokardiographischen Textur.- 6.1.1. Material und Methodik.- 6.1.1.1. Studienpopulation.- 6.1.1.2. Standardisierte echokardiographische Untersuchung und Bilddigitalisierung.- 6.1.1.3. Statistische Auswertung.- 6.1.2. Ergebnisse.- 6.1.3. Diskussion.- 6.2. Veränderungen der echokardiographischen Bildtextur während des Herzzyklus.- 6.2.1. Theoretische Annahme und Studienziel.- 6.2.2. Material und Methodik.- 6.2.2.1. Studienpopulation.- 6.2.2.2. Untersuchungsablauf und statistische Auswertung.- 6.2.3. Ergebnisse.- 6.2.4. Diskussion und Schlußfolgerungen.- 7. Computergestützte Echokardiographische Gewebedifferenzierung von Pathologischem Myokard Mittels Texturanalyse — Entwicklung Einer Wissensbasierten Diagnoseunterstützung (Expertsystem).- 7.1. Anliegen und Zielstellung.- 7.1.1. Erkennung der akuten Abstoßungsreaktion nach Herztransplantation.- 7.1.2. Diagnose der Myokarditis.- 7.2. Material und Methodik.- 7.2.1. Studienpopulation.- 7.2.1.1. Herztransplantierte Patienten.- 7.2.1.2. Myokarditispatienten.- 7.2.1.3. Gesunde Kontrollgruppe.- 7.2.2. Endomyokardbiopsie.- 7.2.2.1. Endomyokardbiopsie bei den herztransplantierten Patienten.- 7.2.2.2. Endomyokardbiopsie bei Myokarditisverdacht.- 7.2.3. Standardisierte echokardiographische Untersuchung und Bilddigitalisierung.- 7.2.4. Statistischer Auswertemodus — Klassifikationsverfahren.- 7.2.4.1. Formales Klassifikationsmodell.- 7.2.4.2. FISCHER’sche lineare Diskriminanzanalyse.- 7.2.4.3. Klassifikation von Datensätzen durch das ausgewählte Diskriminanzanalyseverfahren.- 7.3. Ergebnisse.- 7.3.1. Erkennung der akuten Abstoßungsreaktion.- 7.3.2. Diagnose der Myokarditis.- 7.4. Diskussion.- 7.4.1. Erkennung der akuten Abstoßungsreaktion nach Herztransplantation.- 7.4.1.1. Diskussion der Aufgabenstellung.- 7.4.1.2. Echokardiographische Abstoßungsdiagnostik.- 7.4.1.3. Diskussion der eigenen Ergebnisse.- 7.4.1.3.1. Diskussion der Endomyokardbiopsie als Referenzmethode.- 7.4.1.3.2. Diskussion der Methodik der Bildanalyse.- 7.4.1.4. Schlußfolgerungen.- 7.4.2. Myokarditisdiagnostik.- 7.4.2.1. Diskussion der Aufgabenstellung.- 7.4.2.2. Stellenwert der Echokardiographie für die Myokarditisdiagnostik.- 7.4.2.3. Diskussion der eigenen Ergebnisse.- 7.4.2.4. Schlußfolgerungen.- 7.4.3. Diskussion der Probleme und Grenzen der echokardio-graphischen Gewebecharakterisierung.- 8. Zusammenfassung.- 9. Literaturverzeichnis.