4D-Planung von Nadelpfaden für Punktionseingriffe mit der Ray-Casting-Methode

Kurzfassung. Die Nadelpunktion ist ein etabliertes Verfahren für die minimal-invasive Behandlung von Läsionen in der Leber. Nadelpunktionen werden präzise anhand von CT-Daten des Patienten geplant, um das Risiko einer Komplikation zu minimieren. Die vorliegende Arbeit hat die Planung von Nadelpfaden anhand von 4D-Bilddaten bei Punktionseingriffen unter Berücksichtigung der durch die Atmung hervorgerufenen Bewegungen zum Ziel. In allen Phasen des Atemzyklus berechnet ein Ray-Casting-Verfahren Verbindungspfade von der Haut zu der Läsion unter Berücksichtigung undurchdringlicher Strukturen. Ein Bewertungssystem bewertet jeden Pfad in allen Phasen. Schließlich wird der beste Pfad mit einem Zwei-Stufen-Min-Max-Schema gewählt. Die Planungsergebnisse werden anhand von 6 Patientendatensätzen getestet. Die einfache Planung anhand einer Phase wird mit der Planung unter Berücksichtigung der Atmung verglichen. In einer Studie konnte eine tendenzielle Verbesserung der Planung mit 4D-Bilddaten gegenüber der Planung mit 3D-Bilddaten erreicht werden.