Lokalisation

Für die weiterführende Behandlung des Patienten nach der OP, sowie für die Interpretation bzw. Evaluierung der Stimulationseffekte in Bezug auf die reale Elektrodenposition, ist in der post-operativen Phase der tiefen Hirnstimulation eine exakte Lokalisation der implantierten Elektroden erwünscht.

Die Positionsinformationen aus der Planungsphase der Operation sind aus diversen Gründen hierfür nicht hinreichend genau:

• Begrenzte Auflösung der verwendeten bildgebenden Verfahren (CT, MRT)
• Mechanische Ungenauigkeiten des stereotaktischen Rings
• Brain-Shift: Leichte Bewegung des Gehirns

Es kann daher nicht davon ausgegangen werde, dass nach der OP die berechneten Koordinaten mit den tatsächlichen übereinstimmen. Eine Möglichkeit der Elektrodenlokalisation ist die Verwendung von postoperativen CT-Aufnahmen. Wegen der metallischen Natur der Elektroden treten allerdings in diesen Tomografien Artefakte auf, die eine einfache visuelle Lokalisation erschweren.

Es wurden zwei Verfahren von uns entwickelt, die imstande sind, die exakte Elektrodenposition mit einer Abweichung von weniger als 1 Pixel zu berechnen.

• Verwendung diverser Bildverarbeitungstechniken zur Vorverarbeitung der CT-Bilder
• LIS-Verfahren: Das Line-Intersection-Verfahren basiert auf der Analyse der Linienartefakte, die in den angefertigten CT-Aufnahmen aufgrund der nahezu totalen Absorbtion von Röntgenstrahlen durch die metallenen Elektroden sowie durch den CT-Rekonstruktionsprozess entstehen. Mit Bildverarbeitungsmethoden werden die Linienartefakte segmentiert und die extrahierten Linien geschnitten.

• COG-Verfahren: Das Center-Of-Gravity-Verfahren nutzt die runden bis ellipsenförmigen Elektrodenartefakte die sich um den Elektrodenmittelpunkt bilden. Die Artefakte werden anhand hoher Grauwerte segmentiert und der Schwerpunkt ermittelt

• Die Verfahren wurden mit CT-Bildern von Patienten und mit Phantomaufnahmen, für die exakte Koordinaten bekannt waren getestet
• Beide Verfahren liefern Ergebnisse, die weniger als 1 Pixel vom exakten Wert abweichen