Bibliographic Metadata

Title
Prä- und postoperative Volumenmessung bei Orbitadekompression anhand von CT-Datensätzen
Additional Titles
Pre- and postoperative volume measurement in orbital decompression using CT-datasets
AuthorGholami, Schahin
Thesis advisorGuevara Rojas, Godoberto
Published2019
Date of SubmissionJanuary 2019
LanguageGerman
Document typeBachelor Thesis
Keywords (DE)Endokrine Orbitopathie / Exophthalmus / Spiegelexophthalmometrie / Orbitadekompression / Osteotomie / 2D-Volumenmessung / 3D-Volumenmessung / Segmentiertechnik / Computertomographie / Virtuelles 3D-Datenverarbeitungsprogramm
Keywords (EN)Endocrine orbitopathy / Exophthalmus / Mirror exophthalmometry / Orbital decompression / Osteotomy / 2D-volume measurement / 3D-volume measurement / Segmentation technique / Computed tomography / Virtual 3D data processing program
Restriction-Information
 _
Classification
Abstract (German)

Ziel: Die endokrine Orbitopathie ist eine häufige Ursache für die Manifestierung eines unilateralen oder auch bilateralen Exophthalmus. Durch den hohen Druck innerhalb der Orbita, kann es zu einer Optikuskompression kommen. Zusätzlich stellt ein Exophthalmus eine ästhetische Verschlechterung dar. Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Methoden zur Vermessung des orbitalen knöchernen Volumens und dessen Veränderung nach einer lateralen Orbitadekompression mit Repositionierung der lateralen Orbitawand. Die Orbitadekompression hat zum Ziel das knöcherne Orbitavolumen zu vergrößern und dem retrobulbären Weichteilvolumen mehr Raum zu schaffen.

Methode: Für die Durchführung der Methode wurden CT-Datensätze von drei anthropomorphischen Phantomen, sowie eine virtuelle 3D-Bilddatenverarbeitungssoftware verwendet, die von der FH Campus Wien zur Verfügung gestellt wurden. Mit dieser Software wurde eine virtuelle Dekompression der lateralen Orbitawand simuliert und anschließend 3D-Objekte generiert. Für die Segmentierung der Orbitavolumina wurden die treshold-basierende und manuell-basierende Technik verwendet. Die Volumina der 3D-Objekte konnten anschließend ausgelesen und der prozentuelle Volumenzuwachs für die einzelnen Repositionen der drei Phantome errechnet. Zusätzlich werden die arithmetischen Mittel für alle 2mm-, 4mm- und 6mm Repositionen einzeln berechnet.

Ergebnisse: Aufgrund der Generierung von 3D-Objekten zur Auslesung der Orbitavolumina, handelt es sich in dieser Arbeit um eine 3D-Volumenmessung. Der Zuwachs des Orbitavolumens im Vergleich zum Originalvolumen ohne Reposition der lateralen Orbitawand steigt, je höher der laterale Verschub ist. Die arithmetischen Mittelwerte zeigen, dass bei einer Reposition von 2mm ein durchschnittlicher Volumenzuwachs von 2,06%, bei 4mm von 4,27% und bei 6mm von 6,47% erreicht wird.

Diskussion: Bei vielen Studien über die knöcherne Orbitadekompression, gibt es keine einheitliche Methode für die Durchführung der Osteotomie. Auch die Landmarken für die zu setzenden Schnitte sind unterschiedlich. Bei der 3D-Volumenmessung gibt es vier verschiedene Segmentiertechniken, wobei die manuell-basierende Technik als Goldstandard gehandelt wird. Die manuell-basierende Segmentiertechnik ist zwar im Vergleich zu der atlas-basierenden und model-basierenden zeitaufwendiger, jedoch ist sie präzise und wird zur Überprüfung von anderen Techniken verwendet.

Abstract (English)

Aim: Endocrine orbitopathy is one of the leading cause of unilateral or bilateral exophthalmos. Due to the high pressure, optic compression can occur. Furthermore, an exophthalmos represents an aesthetic deterioration. This thesis deals with the methods for measuring the orbital bony volume and its change after a lateral orbital decompression with repositioning of the lateral orbital wall. The aim of the orbital decompression is to increase the size of the bony orbital volume and to provide more space for the retrobulbar soft tissue volume.

Method: CT data sets of three anthropomorphic phantoms as well as a virtual 3D-image-data-processing-software was provided by the FH Campus Wien. They were used to perform the method. With this software, a virtual decompression of the lateral orbital wall was performed. Afterwards 3D-objects were generated from the previously segmented orbital volumes. For the segmentation of the orbital volumes, the threshold-based and manual-based technique were used. The volumes of the 3D objects were then collected and the increase oft the volume in percent was calculated for the individual repositions of the three phantoms. In addition, the arithmetic mean was calculated individually for all 2mm, 4mm and 6mm repositions.

Results: Due to the creation of 3D objects to collect the orbital volumes, this work is a 3D volume measurement. The growth of the orbital volume compared to the volume without reduction of the lateral orbital wall increases the further the lateral repositions. The arithmetic mean values show that an average volume increase of 2.06% is achieved for a reposition of 2mm. For a reposition of 4mm it is 4.27% for and for 6mm it is 6.47%.

Discussion: In many studies on bony orbital decompression, there is no consistent method for performing an osteotomy. The landmarks for the incisions are also different. As for the 3D volume measurement, there are four different segmentation techniques. In this case the manual-based technique was presented as the “golden standard”. Although the manual-based segmentation technique is more time consuming than the atlas- and model-based technique, it is precise and used for verification of other techniques.