Diplomthemen

Hier finden Sie ein Übersicht über laufende Masterarbeiten sowie noch zu bearbeitende Masterthemen in der AG Visualisierung. Die unten genannten Themen sind so konzipiert, dass sie auch mit einem wissenschaftlichen Teamprojekt bzw. einem wissenschaftlichen Individualprojekt kombiniert werden können:


Laufende Masterarbeiten

Name, VornameTitel der Arbeit Institut/FirmaBetreuer
Andreas ZöllnerRegelbasierte automatische Klassifikation von Pigmentmalen für ein arztassistierendes SystemUniversität Magdeburg Bernhard Preim
Daniel SchulzMagicLens im Herz-OPICCAS Leipzig/ Universität Magdeburg Bernhard Preim
Peter HähnelEntwicklung und Evaluierung eines kontaktanalogen Anzeigekonzepts im automobilen KontextUniversität Magdeburg Bernhard Preim
Stephan Jonas SingeTransferfunktionsdesign im Arbeitsablauf einer medizinischen SegmentierungssoftwareUniversität Magdeburg Bernhard Preim

Laufende Bachelorarbeiten

Name, VornameTitel der Arbeit Institut/FirmaBetreuer
Vi Van DucKonzept für die Unterstützung multidisziplinärer Falldemonstrationen mit mobilen GerätenUniversität Magdeburg Bernhard Preim
Hannes SmurawskyEntwicklung und Evaluierung einer Applikation für die Annotation und automatische Anonymisierung medizinischer BilddatenUniversität Magdeburg Bernhard Preim
Wolfgang KellerVoxelbasierte Rekonstruktion dreidimensionaler Objekte aus FotosDornheim Medical Images/ Universität Magdeburg Bernhard Preim
Martin SchüßlerAn Evaluation of Touch- and Tangible- based Zoom and Pan Techniques for Mobile Devices TU Dresden/ Universität Magdeburg Bernhard Preim
Monique MeuschkeAtlasbasierte lokale Parameteranpassung zum Fibertracking und QuantifizierungMeVis Medical Solutions AG/ Universität Magdeburg Bernhard Preim
Jan MalucheInteraktive Segmentierungstechniken auf Basis vollständiger BildzerlegungenDornheim Medical Images/ Universität Magdeburg Bernhard Preim
Sarah PaukschErweiterung und Validierung einer prozessbegleitenden Software zur Freigabe einer digitalen Image PipelineSiemens Healhcare Forchheim/ Universität Magdeburg Bernhard Preim
Marcel SchulzeSimilarity Mapping von ToponomdatenFME - AG Molekulare Mustererkennung - ZENIT/ Universität Magdeburg Bernhard Preim
Jan SchumacherErstellung einer Referenz-Implementierung einer MVC-basierten APL für interaktive Formulare auf Android-GerätenStatconsult IT-Service GmbH/ Universität Magdeburg Bernhard Preim

Masterthemen in Magdeburg

Wissenschaftliche Team-/Individualprojekte: 4D-CT und Therapieplanung
4d-ct_image.jpg Die Physikgruppe in der Klinik für Strahlentherapie der Medizinischen Fakultät bietet verschiedene Themen für wissenschaftliche Team- und Individualprojekte sowie Bachelor- und Masterarbeiten an. Die Beschreibung der einzelnen Themen sind den unter “weitere Infos” stehenden Dokumenten zu entnehmen. Es handelt sich dabei vorangig um das Testen einer 4D-CT Anlage, der Optimierung von Therapien sowie um die Erprobung von virtuellen Simulationen. Ein Anpassung der Themen an die entsprechenden Projektarten ist möglich.
weitere Infos: Topics 1, Topic 2, Topic 3
Anforderungen: Eigenständige Einarbeitung in neues Themengebiet;
u.U. Programmiererfahrung (C++ o.ä.).
Kontakt: Dr. Mathias Walke


Interaktive Visualisierung von simulierten Blutflussdaten
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Die Untersuchung von Strömungsverhältnissen gewinnt auch im medizinischen Kontext immer mehr an Bedeutung. So wird im Rahmen aktueller Forschungsprojekte im Zusammenhang zwischen der Hämodynamik in Aneurysmen und deren Rupturrisiko untersucht. Die dafür notwendigen Strömungsdaten, ob simuliert oder gemessen, stellen eine komplexe, mehrdimensionale und zeitlich veränderliche Datenmenge dar. Um aus diesen Daten wichtige und vor allem korrekte Erkenntnisse gewinnen zu können, ist eine visuelle Aufbereitung der Daten und ihres Kontextes sowie die Bereitstellung von Werkzeugen für die Interaktion, unerlässlich. Im Rahmen des AmniVis-Projektes werden entsprechende Konzepte entwickelt und umgesetzt. Dabei ergeben sich interessante Diplomthemen in verschiedenen Bereichen - von Gitterverarbeitung bis hin zu komplexen Techniken zur Interaktionsunterstützung.
Literatur: http://wwwisg.cs.uni-magdeburg.de/cv/projects/amnivis/
Kontakt: Mathias Neugebauer, Rocco Gasteiger


Visualisierung von Gefäßsystemen mit innenliegenden Informationen
embeddedsurfacethesis.jpg Im Bereich der computerunterstützten Diagnostik und Therapieplanung von Blutgefäßerkrankungen werden zunehmend in vivo Messungen und/oder CFD (Computational Fluid Dynamics) Simulationen verwendet. Für die visuelle Auswertung der Daten müssen oft beide Informationen in ihrem räumlichen Bezug dargestellt werden. Hierbei ergeben sich Herausforderungen wie Verdeckungen und eine angemessene Informationsreduktion für den Betrachter. Zugeordnet ist daher das Thema den Bereichen “Embedded Surface Rendering” und Informationsvisualisierung. Die Aufgabe besteht zunächst in der Ermittlung einer Anforderungsanlyse, entsprechend eines bestimmten Anwendungsfalles. Anschließend sollen bestehende Visualisierungskonzepte untersucht und ggf. erweitert werden, um eine angemessene Visualisierung zu erreichen. Zu den untersuchenden Konzepten gehören beispielsweise Illustrative Rendering and Shading, Volume, Point und Surface Rendering, Linking and Brushing usw.
Literatur:coming soon
Kontakt: Rocco Gasteiger, Mathias Neugebauer


Annotation von Toponomdaten

Das Toponom einer Zelle beschreibt deren funktionelles Proteinmuster, d.h. die Lokalisierung und topologische Verteilung von Proteinen. Mit Hilfe einer robotergestützten Fluoreszenzmikroskopie kann das Toponom in Zellen und Gewebe abgebildet werden. Bei der Auswertung dieser Daten macht der Biologe sich Zelle für Zelle mit den enthaltenen Proteinmustern vertraut. Die hohe Vielfalt der Muster (>1000) übersteigt jedoch deutlich die Behaltensleistung und erschwert damit einen visuellen Vergleich von Zellen. Die automatische und nutzergesteuerte Annotation interessanter Muster in 2D und 3D Daten soll den Biologen bei der Auswertung und beim Erstellen von Reports unterstützen. Für die reine Visualisierung der Daten steht bereits ein Framework zur Verfügung.
Literatur: Interactive Visual Analysis of Toponome Data
Kontakt: Steffen Oeltze


Masterthemen beim Fraunhofer MEVIS

Fraunhofer MEVIS Bremen ist ein außeruniversitäres Forschungszentrum, das sich in enger Zusammenarbeit mit Radiologen und anderen Ärzten (vor allem Chirurgen) der bildbasierten Diagnostik und Therapieplanung widmet. MeVis wurde 1995 gegründet und beschäftigt etwa 35 Mitarbeiter, überwiegend Naturwissenschaftler, Mathematiker und Informatiker sowie einen Facharzt für Radiologie.

Folgende Themen werden bei Fraunhofer MEVIS als Diplomarbeiten angeboten und würden gemeinsam vom Lehrstuhl für Visualisierung und Fraunhofer MEVIS betreut werden:
Diplomthemen bei Fraunhofer MEVIS

Masterthemen bei Siemens

Folgende Themen werden bei Siemens angeboten:

Effiziente Visualisierung von Blutgefäßbäumen mit Hervorhebung pathologischer Bereiche
Erkrankungen des Blutkreislaufs gehören zu den am weitesten verbreiteten Krankheiten in Industrienationen. So starben alleine in Deutschland im Jahr 2001 insgesamt 290.000 Personen an Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems. Zuverlässige Diagnosesysteme und eine Verbesserung bestehender Verfahren sind daher von großer Bedeutung. Eine zentrale Aufgabe stellt hierbei eine geeignete Visualisierung des segmentierten Blutflußbaums beziehungsweise einzelner, erkrankter Abschnitte der Blutgefäße dar.

Diese Diplom-/Masterarbeit ist Teil eines Projekts zur vollautomatischen Segmentierung und Interpretation des arteriellen Gefäßbaums. Hierzu werden Verfahren entwickelt um unter Verwendung von anatomischen Hintergrundwissen, das in einem Referenzmodell abgelegt ist, den Gefäßbaum zu segmentieren. Anschließend soll die Diagnose durch geeignete Interpretation der Segmentierung optimal unterstützt werden. Die Grundlage des Systems sind dabei CT-Bilder, in denen Gefäße durch Kontrastmittel von umgebendem Gewebe hervorgehoben dargestellt werden.

Der Aufgabenbereich dieser Diplom-/Masterarbeit umfasst folgende Punkte:
- Effiziente Erzeugung eines Oberflächennetzes aus einem Graphen bestehend aus Gefäßmittelpunkten und zugehörigen Konturen
- 3D Visualisierung des Oberflächennetzes mit Hervorhebung der Abweichungen zwischen Segmentierung und Referenzmodell
- Visualisierung pathologischer Bereiche, wie Stenosen, Aneurysmen und Kalzifikationen

Voraussetzung für eine erfolgreiche Durchführung der Arbeit sind Kenntnisse der Computergraphik/Visualisierung sowie der Programmierung mit C++, wünschenswert ist außerdem Erfahrung in medizinischer Bildverarbeitung
Literatur T. Beck, C. Biermann, D. Fritz et al.: “Robust model-based centerline extraction of vessels in CTA data”, Proc. SPIE, Vol. 7259, 2009
S. Grosskopf, C. Biermann, K. Deng et al.: “Accurate, fast, and robust vessel contour segmentation of CTA using and adaptive self-learning edge model”, Proc. SPIE, Vol. 7259, 2009
Kontakt: Siemens: Thomas Beck,Christian Tietjen


Evaluierung von Techniken zur Selektion von Objekten in dreidimensionalen Darstellungen
thesis_siemenslivervis.jpg Chirurgische Eingriffe an der Leber, etwa zur Entfernung von Tumoren, gelten aufgrund der komplexen Struktur der Blutversorgung innerhalb der Leber als besonders schwierig. Für eine erfolgreiche Operation ist die genaue Kenntnis des Verlaufs der Blutgefäße von entscheidender Bedeutung, da sich an ihnen die Schnittführung der Resektion orientiert.

Diese Diplomarbeit ist eingebettet in ein Projekt, dessen Ziel ein neuartiges Planungssystem für Leberoperationen ist. In Kooperation mit klinischen Partnern sollen neue Verfahren entwickelt werden, um insbesondere die Diagnose, chirurgische Therapie und Verlaufskontrolle vonLebertumoren sicherer und effizienter zu gestalten und so die Heilungschancen von Patienten wesentlich zu verbessern. Die Grundlage des Systems bilden dabei CT-Bilder, da diese die Anatomie der Leber optimal darstellen.

Die Aufgabenstellung der Diplomarbeit umfasst folgende Punkte:
- Integration einer gegebenen Blutgefäßsegmentierung in das Planungssystem
- 3D Visualisierung der segmentierten Gefäße und anderer segmentierter Strukturen wie Tumore zur intuitiven Operationsplanung
- Entwicklung von Mechanismen zur Editierung und Annotation der verschiedenen Lebergefäßbäume mit minimaler Nutzerinteraktion
- Berechnung und Visualisierung von Parametern wie Abständen zwischen Gefäßen und bereits segmentierten Tumoren, Hervorhebung möglicher Risiko-Strukturen
- Semi-automatische Definition von funktionalen Lebersegmenten und Resektionsarealen

Voraussetzung für eine erfolgreiche Durchführung der Arbeit sind Kenntnisse der Computergraphik/Visualisierung sowie der Programmierung mit C++, wünschenswert ist außerdem Erfahrung in medizinischer Bildverarbeitung.
Kontakt: Bernhard Preim, Siemens: Arne Militzer


Hervorhebung und Visualisierung von Gefäß-Strukturen in CT Daten
Für die Befundung von Computer-Tomographie (CT) Daten ist es in vielen Fällen wichtig, die Gefäße innerhalb einer lokalen Nachbarschaft um eine Zielstruktur (z.B. segmentierte Region) darzustellen. Die Gefäße werden in der Regel durch Kontrastmittelgabe unmittelbar vor dem CT-Scan “sichtbar” gemacht. Die 3D-Visualisierung (Volume Rendering) solcher Daten mittels gewöhnlicher, rein intensitätsbasierter Transferfunktionen reicht in der Regel nicht aus, um die Gefäße deutlich von Strukturen mit ähnlichen Intensitäten abzugrenzen.

Das Ziel der Arbeit ist die Hervorhebung/Verstärkung und Visualisierung von Gefäßstrukturen anhand von kontrastierten CT Daten. Dazu sollen geeignete Filter entwickelt und implementiert werden, die Gefäße in den Bilddaten detektieren und charakterisieren. Die Gefäße sollen dann zusammen mit der eigentlichen Zielstruktur (bestehende Segmentierung) visualisiert werden.

Die Arbeit soll bei Siemens Medical Solutions im Geschäftsgebiet Computed Tomography in Forchheim (bei Erlangen) angefertigt werden. Zur Umsetzung sind Erfahrungen der OO-Programmierung (C++) sowie Kenntnisse im Bereich Bildverarbeitung und Visualisierung (OpenInventor) wünschenswert. Als Implementierungsplattform sollte MeVisLab (MeVis, Bremen) dienen.
Kontakt: Bernhard Preim, Siemens: Christian Tietjen