Academic Journal
Neurosurgery planning based on automated image recognition and optimal path design ; Neurochirurgische Planung mittels automatisierter Bilderkennung und optimaler Pfadplanung
| العنوان: | Neurosurgery planning based on automated image recognition and optimal path design ; Neurochirurgische Planung mittels automatisierter Bilderkennung und optimaler Pfadplanung |
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| المؤلفون: | Hackenberg, A., Worthmann, K., Pätz, T., Keiner, D., Oertel, J., Flaßkamp, K. |
| سنة النشر: | 2021 |
| المجموعة: | Publikationsdatenbank der Fraunhofer-Gesellschaft |
| Time: | 629 |
| الوصف: | S.708-721 ; Stereotactic neurosurgery requires a careful planning of cannulae paths to spare eloquent areas of the brain that, if damaged, will result in loss of essential neurological function such as sensory processing, linguistic ability, vision, or motor function. We present an approach based on modelling, simulation, and optimization to set up a computational assistant tool. Thereby, we focus on the modeling of the brain topology, where we construct ellipsoidal approximations of voxel clouds based on processed MRI data. The outcome is integrated in a path-planning problem either via constraints or by penalization terms in the objective function. The surgical planning problem with obstacle avoidance is solved for different types of stereotactic cannulae using numerical simulations. We illustrate our method with a case study using real MRI data. ; Die stereotaktische Neurochirurgie erfordert eine sorgfältige Planung der Kanülenwege, um eloquente Hirnareale, die bei einer Schädigung zum Verlust wesentlicher neurologischer Funktionen wie Wahrnehmung, Sprachfähigkeit, Sehkraft oder Motorik führen, zu umgehen. Wir stellen einen Ansatz vor, der auf Modellierung, Simulation und Optimierung basiert, um ein computergestütztes Assistenzwerkzeug zu erstellen. Dabei konzentrieren wir uns auf die Modellierung der Gehirntopologie, für die die Voxel-Wolken aus den verarbeiteten MRT-Daten durch Ellipsoide approximiert werden. Diese werden in ein Pfadplanungsproblem entweder über Nebenbedingungen oder durch Bestrafungsterme in der Zielfunktion integriert. Das chirurgische Planungsproblem mit Hindernisvermeidung wird für verschiedene Typen von stereotaktischen Kanülen mittels numerischer Simulationen gelöst. Wir illustrieren unsere Methode anhand einer Fallstudie mit realen MRT-Daten. ; 69 ; Nr.8 |
| نوع الوثيقة: | article in journal/newspaper |
| اللغة: | English |
| Relation: | Automatisierungstechnik : AT; https://publica.fraunhofer.de/handle/publica/270695 |
| DOI: | 10.1515/auto-2021-0044 |
| الاتاحة: | https://publica.fraunhofer.de/handle/publica/270695 https://doi.org/10.1515/auto-2021-0044 |
| رقم الانضمام: | edsbas.3C711E1B |
| قاعدة البيانات: | BASE |
| DOI: | 10.1515/auto-2021-0044 |
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