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Diploma and Master Theses (authored and supervised):

I. Reicht:
"Efficient Visualization and Processing of MRI Diffusion Tractography using the Medical Imaging Interaction Toolkit";
Supervisor: Y. Haxhimusa, K. Fritzsche; Institute of Computer Graphics and Algorithms, Pattern Recognition and Image Processing, PRIP, 2012.



English abstract:
Tractography is a technique providing information about anatomical connections of the brain using Diffusion Weighted Magnetic
Resonance Imaging (DWI). Hence, fiber tracking shows high potential in the field of neuro science by facilitating the study of
anatomical structures of the human brain as well as neuronal diseases such as Alzheimer´s Disease (AD) and lately this technique
is also used for monitoring cancer treatment. For the last couple of years, several tractography techniques show robust and
clinically relevant results. However, neuro surgeons, radiologists and domain experts have to deal with complex information
provided by tractography and DWI. In other words, large data sets need to be processed and combined efficiently as well as
intuitively represented in 2D and 3D. Practical set-ups, especially clinical applications, require several conditions, e.g.
usability, consistency in the medical context, accuracy, performance and compatibility. This work introduces a framework for
efficient processing of fiber data including high performance visualization and interaction. The provided tools and techniques
are designed to cover common tasks whereas their accuracy and performance show promising results for new and not yet discovered
applications in this field. Since fiber tracking algorithms are well established and available, this framework focuses on bringing
tractography in combination with fiber processing into practice. So far, fiber tracking is used mainly in the radiological field
which is why the framework concentrates on radiological applications. At the moment most fiber tracking solutions come with their
own visualization and interaction mechanisms which are rarely adaptable to practical and clinical purposes. The outcome of this
work presents for the very first time an efficient solution for tractography post-processing, focusing on both scientifically and
clinically relevant tasks. Compatibility to previously existing fiber tracking applications are also taken into consideration. To
maximize availability, the framework is implemented into the diffusion imaging module of the open-source software platform, the
Medical Imaging and Interaction Toolkit (MITK), which is well known for medical image processing.

German abstract:
Die vorliegende Arbeit wurde zusammen mit den Abteilungen Medizinische und Biologische Informatik und Radiologie am Deutschen
Krebsforschungszentrum (DKFZ) erarbeitet. Tractographie, auch Fiber Tracking genannt,
bezeichnet eine Bildverarbeitungstechnik die mittels diffusionsgewichteter Magnetresonanz
Tomographie (DWI) Informationen über die anatomischen Strukturen des menschlichen Gehirns ableiten kann.
Zusätzlich findet diese Technik auch Anwendung in der Therapieplanung und Verlaufskontrolle bei Tumorpatienten.
Neue Ansätze und Optimierungen von Fiber Tracking Methoden konnten bereits im Vorfeld deren klinische Relevanz aufzeigen.
Bis zum heutigen Zeitpunkt wurden noch keine praxistauglichen Endanwendungen entwickelt, welche sich der Komplexität von
Tractographie annehmen und die Daten und Informationen dementsprechend verarbeiten um das Potential von Fiber Tracking in
einem klinisches Umfeld voll ausgeschöpfen zu können. Der Hauptanwendungsbereich ist dem radiologischen Umfeld zuzuordnen
in dem performante und interaktive Bildverarbeitungsmechanis- men von hoher Genauigkeit sowohl in 2D als auch in 3D den
Alltag bestimmen. Aus diesem Grund wurde bei der Umsetzung dieser Arbeit speziell auf diese Anforderungen eingegangen und
ein effizientes Framework definiert welches die intuitive Visualisierung und Interaktion verschiedenster Tractographie Ergebnisdaten
realisiert um so eine Basis zu schaffen, welche sowohl praxisnahen Anwendungen aus der Radiologie als auch Anforderungen aus
dem Gebiet der Neurowissenschaften gerecht wird. Als Zielsetzung galt eine Anwendung bereitzustellen, welche sowohl effizient,
intuitiv als auch funktionell umfangreiche Eigenschaften aufweist und durch die Verwendung bereits existierender Standards
die Integration und Verwendung externer Tractographie-verfahren motiviert. Zusammen mit Radiologen und Wissenschaftlern
wurden die umgesetzten Aufgabenstellung auf Benutzbarkeit, Funktionalität, Effizienz und Leistung für einen praxisnahen
Einsatz evaluiert. Als Entwicklungsplattform wurde das open-source Soft- wareprojekt Medical Imaging Interaction Toolkit (MITK)
herangezogen, welches bereits eine beachtliche Community im wissenschaftlichen, kommerziellen als auch klinischen Umfeld betreut.

Created from the Publication Database of the Vienna University of Technology.