CeVis
  1. Center of Complex Systems and Visualization
  2. Lehre
  3. Oberseminar

In dem regelmäßig stattfindenden Oberseminar tragen Gäste aus aller Welt über Forschungsarbeiten zu Themen vor, die mit der Arbeit von CeVis und MeVis in Verbindung stehen, und Mitarbeiter von CeVis und MeVis präsentieren ihre neusten Ergebnisse.

Program for the Winter-Semester 2009

06.10.2009, 11:00
Vorverarbeitung von Röntgen- und Streulichtbildern zur Anwendung in der Rheumadiagnostik
Date: 06.10.2009
Time: 11:00:00
Place: CeVis/MeVis, Seminarraum Mandelbrot, UNI 29
Speaker: Christina Eisenhofer
TU München

Vorverarbeitung von Röntgen- und Streulichtbildern zur Anwendung in der Rheumadiagnostik

An der Charite durch eine Gruppe um Dr. O. Minet durchgeführte Untersuchungen in der Rheumadiagnostik haben ergeben, dass durch Streulichtaufnahmen der Finger die Früherkennung rheumatischer Erkrankungen wesentlich verbessert werden kann. Hierbei werden, zusätzlich zu den gebräuchlichen Röntgenbildern, Gelenke des Patienten mit sichtbarem Licht verschiedener Wellenlängen durchleuchtet. Die Röntgenbilder werden schließlich mit den dabei enstandenen Streulichtbildern überlagert. Der Vortrag behandelt verschiedene Aspekte der Vorverarbeitung beider Bildtypen für die Registrierung.

Christina Eisenhofer , TU München
08.10.2009, 11:00
Der Blick unter die Oberfläche: Diagnostik größerer Gewebevolumina und intraoperative Bildgebung durch die optische Kohärenztomographie (OCT)
Date: 08.10.2009
Time: 11:00:00
Place: CeVis/MeVis, Seminarraum Mandelbrot, UNI 29
Speaker: Dr. Gereon Hüttmann
Universität Lübeck

Der Blick unter die Oberfläche: Diagnostik größerer Gewebevolumina und intraoperative Bildgebung durch die optische Kohärenztomographie (OCT)

Die optische Kohärenztomographie ist ein relativ junges bildgebendes Verfahren, das sich seit der ersten Beschreibung 1993 zu einem Routineverfahren in der Ophthalmologie entwickelt hat. Es erlaubt ohne Gewebekontakt die 3D-Darstellung von Gewebestrukturen mit einer Auflösung besser als 10 µm in Gewebetiefen von bis zu einigen Millimetern. Damit kann sie andere optischen Diagnose- oder Visualisierungsverfahren ergänzen. Von anfänglichen Messraten von einige zehn Sekunden pro Bild hat sich die Bildgebungsgeschwindigkeit bis heute rasant erhöht. Kürzlich ist es uns gelungen Volumina fast in Echtzeit darzustellen. Hierdurch werden der OCT über die Ophthalmologie hinausreichende medizinischen Anwendungen eröffnet. Die diagnostische Darstellung größerer Gewebeareale (Gefäße, Darm, Speiseröhre oder Luftröhre) sowie der Einsatz der OCT in der Mikrochirurgie werden jetzt praktisch möglich. Gleichzeitig stellt sich aber auch die Frage des Umganges mit den enormen Datenmengen, die durch heute möglichen Bildgebungsraten von 500 Mio. Pixel/Sekunde erzeugt werden. Eine Strategie, die wir für die intraoperative OCT verfolgen, ist die On-line-Darstellung der OCT-Bilder für den Chirurgen. Ein zweiter vor allem für diagnostische Anwendungen interessanter Ansatz ist, eine Datenreduktion durch Entfernung des Specklerauschens und/oder einer modelbasierten Analyse der OCT-Daten.

Dr. Gereon Hüttmann , Universität Lübeck
14.10.2009, 11:30
Klinische Studien bei Medizinprodukten
Prof. Dr. Andreas Ziegler , Universität Lübeck
22.10.2009, 11:00
Praktikumsbreicht: Visualisierung von Blutflussvolumen und Umsortieren von mehrdimensionalen Bilddaten
Date: 22.10.2009
Time: 11:00:00
Place: CeVis/MeVis, Seminarraum Mandelbrot, UNI 29
Speaker: Raphael Allner
Fraunhofer MEVIS

Praktikumsbreicht: Visualisierung von Blutflussvolumen und Umsortieren von mehrdimensionalen Bilddaten

Die per PC-MRA (Phasen- Kontrast Magnetresonanzangiographie) aufgenommen Bilddaten, die so genannten Flussdaten, welche zur Diagnose verschiedener Gefäßerkrankungen beitragen könnten, sind unverarbeitet für Mediziner eher unbrauchbar. Sie sind farblos, verrauscht und Gefäße sind schwer erkennbar, da sie sich vom umliegenden, stationären Gewebe nicht deutlich abheben. Es ist nur schwer feststellbar, welche Flussverhältnisse vorliegen, auch dadurch, dass nicht deutlich wird welche Aussage die Grauwerte haben. Der Vortrag behandelt eine Vorgehensweise, solche Flussdaten sinnvoll zu visualisieren, so dass diese Flussdaten für die Diagnose wertvoll werden. Desweiteren wird ein MeVisLab Modul vorgestellt, welches das Umsortieren von Bilddaten vereinfacht.

Raphael Allner , Fraunhofer MEVIS
12.11.2009, 11:00
MR-Perfusionsmessung ohne Kontrastmittel – Technik und Anwendung
Date: 12.11.2009
Time: 11:00:00
Place: CeVis/MeVis, Seminarraum Mandelbrot, UNI 29
Speaker: Prof. Dr. Matthias Günther
Fraunhofer MEVIS & Universität Bremen

MR-Perfusionsmessung ohne Kontrastmittel – Technik und Anwendung

Arterial Spin Labeling ist eine MR-Technik, mit der Blutfluss und Perfusion ohne Verwendung von Kontrastmittel dargestellt werden kann. Dazu wird in die Bildebene einfließendes Blut magnetisch markiert, so dass es vom stationären Gewebe unterschieden werden kann. Durch die Variation der Zeit zwischen Markierung und Bildauslese lassen sich unterschiedliche Phasen des Einströmens messen. Die Arterial Spin Labeling Technik ist ein sehr flexibles Tool, mit dem viele Facetten der Hämodynamik beobachtet werden können. Der Vortrag wird die Grundlagen dieser Technik erläutern, verschiedene Anwendungsmöglichkeiten erklären und klinische Beispiele zeigen.

Prof. Dr. Matthias Günther , Fraunhofer MEVIS & Universität Bremen
25.11.2009, 11:00
Wissensmanagement in forschenden Unternehmen
Date: 25.11.2009
Time: 11:00:00
Place: CeVis/MeVis, Seminarraum Mandelbrot, UNI 29
Speaker: Ghislain Tchoudjeu
Fraunhofer MEVIS

Wissensmanagement in forschenden Unternehmen

Das Ziel der Arbeit war es am Beispiel eines forschenden Unternehmens bestehende Methoden des Wissensmanagements strukturiert zu vergleichen und anhand einer Ist-Analyse des Unternehmens Fraunhofer MEVIS Anwendungspotentiale herauszuarbeiten.

Für die Ist-Analyse, wurde eine Vorstellung der bei Fraunhofer MEVIS eingesetzten Werkzeuge gemacht. Ein Programm wurde auch geschrieben, um herauszufinden, welche Wikiseiten am häufigsten besucht werden. Dazu wurde ein Interview in dem Unternehmen durchgeführt, um das Empfinden der Mitarbeiter bezüglich der eingesetzten Methoden und Werkzeuge zu kennen. Die Ergebnisse zeigten Potential in den Zugang zu Information über den Stand der Projekte, die Verknüpfung dieser Projekte, die Identifizierung der Experten und des Wissen im Unternehmen, die Möglichkeit die Arbeit der Kollegen zu visualisieren und in der Nutzung der webbasierten Anwendungen.

Um diese Potentiale herauszuarbeiten wurden dann Lösungsmöglichkeiten vorgeschlagen.


Ghislain Tchoudjeu , Fraunhofer MEVIS
08.12.2009, 11:00
User Interface Kolloquium: Dialog- und Formulargestaltung
Date: 08.12.2009
Time: 11:00:00
Place: CeVis/MeVis, Seminarraum Mandelbrot, UNI 29
Speaker: Prof. Dr. Bernhard Preim
Universität Magdeburg

User Interface Kolloquium: Dialog- und Formulargestaltung

Der Vortrag behandelt folgende Fragen:
Worauf ist zu achten, wenn Dialoge und Formulare erstellt werden, welche Bedienelemente sollen verwendet werden, wie sollen sie gruppiert und parametrisiert werden? Wie können Funktionen auf mehrere koordinierte Dialoge unterteilt werden? Wie kann man intuitiv strukturierte Eingaben, z.B. von Daten, Währungen oder Intervallen durchführen.

Aspekte der visuellen Gestaltung sowie der dynamischen Gestaltung werden besprochen und anhand von Beispielen aus verschiedenen Systemen und Webseiten besprochen.

Alternative wäre, dass ich meinen Vortrag "Wahrnehmunsgbasierte Visualisierung" von September 2006 gründlich aktualisiere (vor allem mit unseren Arbeiten zur wahrnehmungsbasierten Bewertung von 3D-Hervorhebungstechniken.


Prof. Dr. Bernhard Preim , Universität Magdeburg
09.12.2009, 11:00
Modeling of Central Nervous System Diseases using Neuroimaging
Date: 09.12.2009
Time: 11:00:00
Place: CeVis/MeVis, Seminarraum Mandelbrot, UNI 29
Speaker: Dr. Charles R. G. Guttmann
Director, Center for Neurological Imaging, Harvard University

Modeling of Central Nervous System Diseases using Neuroimaging

Neuroimaging, and especially MRI, has been used for close to three decades to characterize and monitor a large number of clinical syndromes originating from pathologies affecting the central nervous system. The combination of neuroimaging and image analysis technology, in particular, has yielded fairly robust metrics that have found widespread application in clinical trials evaluating novel treatments, as well as in exploratory clinical neuroscience research. While these longstanding efforts remain timely and important, the integration and contextual modeling of imaging data with other relevant data, such as functional outcomes, genetic information, and other biomarkers, present a new challenge. This challenge requires the application of known and novel modeling techniques to very large and heterogeneous bodies of data. Both neuroscientific case studies as well as bioinformatical infrastructural needs will be discussed.

Dr. Charles R. G. Guttmann , Director, Center for Neurological Imaging, Harvard University
09.12.2009, 14:00
Novel Ways of Interacting with Computers - Towards Improved Medical User Interfaces
Date: 09.12.2009
Time: 14:00:00
Place: CeVis/MeVis, Seminarraum Mandelbrot, UNI 29
Speaker: Prof. Dr. Raimund Dachselt
Universität Magdeburg

Novel Ways of Interacting with Computers - Towards Improved Medical User Interfaces

Spätestens seit der Einführung der Wii-Spielkonsole, des Apple iPhones oder der Tabletoplösung Surface von Microsoft ist auch außerhalb von Forschungslaboren deutlich geworden, welches Potential neuartige Formen der menschlichen Interaktion mit Computeranwendungen haben. Der Vortrag wird sich diesen alternativen Interaktionsformen zunächst in einem kurzen Überblick nähern, wobei das Spektrum von gestenbasierter Steuerung über haptische Interaktion, Augensteuerung oder Fußinteraktion bis hin zu Brain Interfaces reicht.

Im Folgenden sollen Forschungsarbeiten der Magdeburger Arbeitsgruppe User Interface & Software Engineering vorgestellt werden. Diese beschäftigt sich mit der Entwicklung von Visualisierungs- und Interaktionstechniken für künftige Benutzungsschnittstellen in Umgebungen mit mehreren Displays und Geräten. Dazu zählen sehr große Displays, mobile Endgeräte und schwerpunktmäßig interaktive Tabletops. Es werden Projekte vorgestellt, bei denen natürlichere Formen der Interaktion zum Einsatz kommen, z.B. mittels Multitouchbedienung, stiftbasierter Interaktion, Gestensteuerung oder lagebewusster magischer Linsen.

Dass mehrere dieser Techniken ein großes Potential für medizinische Anwendungen - ob in der Therapieplanung oder für intraoperativ genutzte Benutzungsschnittstellen - besitzen, soll im letzten Teil des Vortrags dargelegt werden. Dabei werden mögliche Perspektiven aufgezeigt und konkrete Ansätze für künftige Entwicklungen als Diskussionsgrundlage dargestellt.


Prof. Dr. Raimund Dachselt , Universität Magdeburg
16.12.2009, 11:00
Neue und/oder experimentelle Indikation der RF-Ablation
Prof. Dr. Andreas Mahnken , Oberarzt, Klinik für radiologische Diagnostik, Universitätsklinikum Aachen
19.01.2010, 11:00
Mathematical modeling of targeted drug delivery: heat-activated temperature sensitive liposomes in combination with thermal cancer therapies
Date: 19.01.2010
Time: 11:00:00
Place: CeVis/MeVis, Seminarraum Mandelbrot, UNI 29
Speaker: Prof. Dr. Dieter Haemmerich
Medical University of South Carolina, Charleston, SC

Mathematical modeling of targeted drug delivery: heat-activated temperature sensitive liposomes in combination with thermal cancer therapies

Low-temperature sensitive liposomes (LTSL) are lipid microspheres that circulate for prolonged periods within the bloodstream and can rapidly release their contents upon heating above ~40 degrees celsius. LTSL filled with chemotherapeutics are currently in clinical trials as combination therapy with thermal treatments such as radiofrequency ablation (RFA). Due to a biologically synergistic effect between chemotherapy and tissue heating, cancer cells can be destroyed at lower temperatures (>45 ºC) with this combination treatment compared to heat alone (>52 ºC). This may enhance efficacy of thermal cancer therapies such as RFA by increasing the zone of cell death. Another potential application is the combination of LTSL with high-intensity focussed ultrasound (HIFU), which may allow for non-invasively targeted drug delivery to tumors.

This seminar will present mathematical models combining data from computer simulations of thermal treatments (RFA and HIFU) with a spatio-temporal drug delivery model. Spatio-temporal temperature and perfusion data are fed into the drug delivery model. Subsequently, temperature dependent intra-vascular drug release from LTSL is simulated, followed by transport of the released drug into extra-vascular space, and finally into the cell. Such mathematical models may facilitate the optimization of tumor drug concentration via examination of parameters such as liposome properties, tumor perfusion, and heating regimen.


Prof. Dr. Dieter Haemmerich , Medical University of South Carolina, Charleston, SC
27.01.2010, 11:00
System for navigated liver surgery: A short demonstration
Date: 27.01.2010
Time: 11:00:00
Place: CeVis/MeVis, Seminarraum Mandelbrot, UNI 29
Speaker: Darko Ojdanic
Fraunhofer MEVIS

System for navigated liver surgery: A short demonstration

In scope of the FUSION project, FME acquired a platform for navigated surgery. The system is produced in Bern, Switzerland, from the CAScination GmbH, a spin-off company of ARTORG Center. It has a Polaris tracking camera, as well as Terason ultrasound device. The built-in landmark-based registration will be demonstrated on a 3D liver model.

Darko Ojdanic , Fraunhofer MEVIS
04.02.2010, 11:00
Forschung und Entwicklung bei GE Healthcare am Beispiel der MR-Spektroskopie
Date: 04.02.2010
Time: 11:00:00
Place: CeVis/MeVis, Seminarraum Mandelbrot, UNI 29
Speaker: Dr. Timo Schirmer
Chief Scientist and Manager, General Electrics, München

Forschung und Entwicklung bei GE Healthcare am Beispiel der MR-Spektroskopie

GE Healthcare ist seit vielen Jahren eines der weltweit führenden Unternehmen, die klinische MR Systeme für die diagnostische Bildgebung entwickeln und vertreiben. Mit dem GE MR "Applied Science Laboratory" (ASL) und dem GE "Global Research Center" (GRC) haben sich innerhalb von GE zwei Einrichtungen etabliert, die aus unterschiedlichen Richtungen die Entwicklung neuer System unterstützen oder eigenständig vorantreiben.

Die MR Spektroskopie ist eines der Forschungsthemen, mit denen sich der europäische Zweig des ASL Teams näher beschäftigt. Neben den im Produkt implementierten Verfahren zur Akquisition von Spektren in Hirn, Brust und Prostata werden zur Zeit neue Methoden quantitativer Auswertung, schnellerer Akquisitionen oder auch Anwendungen in anderen Organen untersucht. Die äußerst spannenden Möglichkeiten der Untersuchung metabolischer Vorgänge mit Hilfe der MR Spektroskopie sind oftmals durch das geringe Signal zu Rausch Verhältnis (SNR) beschränkt. Mit den zurzeit in der Entwicklung befindlichen Techniken der Hyperpolarisation gibt es die Hoffnung, in der Zukunft metabolische Bildgebung mit sehr hohem SNR bei gleichzeitig kurzen Akquisitionszeiten zu ermöglichen.

Das Potential der MR Bildgebung und Spektroskopie in der medizinischen Diagnostik oder auch der Grundlagenforschung erscheint noch lange nicht erschöpft. Viele der anstehenden Themen erfordern eine noch engere Zusammenarbeit der unterschiedlichsten Disziplinen, um schlussendlich der Medizin sinnvolle, qualitativ hochwertige und zugleich effiziente Werkzeuge zur Verfügung stellen zu können.


Dr. Timo Schirmer , Chief Scientist and Manager, General Electrics, München
23.02.2010, 11:00
Requirements Engineering – die frühen Phasen einer aufgaben- und benutzergerechten User Interface- und Softwareentwicklun
Date: 23.02.2010
Time: 11:00:00
Place: CeVis/MeVis, Seminarraum Mandelbrot, UNI 29
Speaker: Prof. Dr. Bernhard Preim
Universität Magdeburg

Requirements Engineering – die frühen Phasen einer aufgaben- und benutzergerechten User Interface- und Softwareentwicklun

Dieser Vortrag befasst sich mit folgenden Fragen:
  • Wie werden Aufgaben und Prozesse analysiert?
  • Wie werden die Ergebnisse dieser Analyse repräsentiert?
  • Wie werden aus der Analyse Anforderungen an eine Softwareentwicklung abgeleitet?
  • Wie werden Anforderungen formuliert, strukturiert und priorisiert?
Beispiele für die behandelten Methoden sind Workflowmodellierung, hierarchische Aufgabenanalyse und szenariobasierte Analyse- und Entwurfsmethoden. Die Methoden werden vorrangig an Beispielen aus der bildbasierten Diagnostik und Therapieplanung vorgestellt.

Prof. Dr. Bernhard Preim , Universität Magdeburg
04.03.2010, 11:00
Einführung in die Ultraschall Bildgebung
Date: 04.03.2010
Time: 11:00:00
Place: CeVis/MeVis, Seminarraum Mandelbrot, UNI 29
Speaker: Prof. Dr. Matthias Günther
Fraunhofer MEVIS & Universität Bremen

Einführung in die Ultraschall Bildgebung

Mit Ultraschall lassen sich über das Echoverfahren sehr schnell Schnittbilder erzeugen. Ultraschallbildgebung ist daher ein in der medizinischen Diagnostik weit verbreitetes Verfahren. Der Vortrag wird die physikalischen Grundlagen von Ultraschall und der Bildentstehung beschreiben. Insbesondere werden typische Bildfehler beschrieben und erklärt.

Prof. Dr. Matthias Günther , Fraunhofer MEVIS & Universität Bremen
16.03.2010, 11:00
Evaluating methods to determine tumor angiogenesis parameters using contrast-enhanced dynamic imaging data
Date: 16.03.2010
Time: 11:00:00
Place: CeVis/MeVis, Seminarraum Mandelbrot, UNI 29
Speaker: Dr. Jessica Mikhaylov
Dept. of Math. Sci., United States Military Academy, West Point, NY, USA

Evaluating methods to determine tumor angiogenesis parameters using contrast-enhanced dynamic imaging data

The most common methods for determining the efficacy of cancer treatments against tumors involves a pair of pre/post-treatment contrast-enhanced medical image sequences, such as MRI or CT. Currently, this data is often analyzed using static images from each sequence and through a size-comparison, the evidence of apparent growth or lack of growth gives the medical team an indication of the efficacy of the treatment. Unfortunately, the time between image sequences must be large, on the order of months, to see a meaningful potential change in tumor size. With the goal of reducing the time between tests to a time scale of weeks, radiologists and mathematicians have explored methods of using the dynamic data available from the tests to see if blood flow parameters (perfusion, permeability, volume compartment sizes for the plasma and the interstitial space) can be estimated and if these measurements can in turn provide insight about the efficacy of the treatment. In previous work, it was shown that a fundamental assumption regarding capillary re-uptake was flawed, and current work attempts to recover the parameters without this assumption. Using model data sets and sampled model data sets, two of the parameters can be recovered, however, in the presence of noise, these methods show weakness. This talk will give an overview of the background research and will show the current results using model data sets subjected to Gaussian noise (with and without smoothing) and a fixed bias.

Dr. Jessica Mikhaylov , Dept. of Math. Sci., United States Military Academy, West Point, NY, USA
24.03.2010, 11:00
Multimodal breast reviewing at MeVis in past, present, and future
Date: 24.03.2010
Time: 11:00:00
Place: CeVis/MeVis, Seminarraum Mandelbrot, UNI 29
Speaker: Bernd Kümmerlen, Heike Seyffahrt
MeVis Medical Solutions AG

Multimodal breast reviewing at MeVis in past, present, and future

Computerunterstützung in der Brustkrebsfrüherkennung war neben Gefäß- und Thoraxdiagnostik eines der ersten bei MeVis bearbeiteten Themen nach Gründung 1995. Inzwischen gibt es eine ganze Reihe von Prototypen und Produkten zu dieser Fragestellung, deren Lösungsansätze und Ziele in einen logischen Zusammenhang gebracht werden sollen. Außerdem wollen wir die Gelegenheit nutzen, unsere derzeitige Position zu bestimmen und über potentielle Entwicklungsmöglichkeiten mit Euch zu diskutieren.

Bernd Kümmerlen, Heike Seyffahrt , MeVis Medical Solutions AG

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