PartialvolumeEffekte

PartialVolumeEffekte sind Verzerrungen der gemessenen Bildintensitäten, die auftreten, wenn ein Voxeljedeckt mehrere Gewebetypen enthält oder wenn die Bildauflösung zu gering ist, um feine Strukturen abzubilden. Aufgrund der endlichen räumlichen Auflösung entspricht der gemessene Wert in einem Voxel einer gewichteten Summe der zugrunde liegenden Gewebetypen, wobei die Anteile der einzelnen Gewebe innerhalb des Voxels berücksichtigt werden. Dadurch verschmelzen Randbereiche unterschiedlicher Gewebe, was zu systematischen Abweichungen bei der Quantifizierung führt.

In der Praxis beeinflussen PartialvolumeEffekte Messungen in vielen medizinischen Bildgebungsverfahren. Besonders stark wirken sie sich in der Positronen-Emissions-Tomografie (PET) aus, wo kleine Läsionen oder feine Strukturen häufig unter dem wahren Signal liegen (Spill-out) und angrenzende Gewebe Signal hinzufügen (Spill-in). Auch in der Computertomografie (CT) und Magnetresonanztomografie (MRI) kann die Segmentierung oder Volumenmessung durch PVE verzerrt werden, insbesondere an Strukturgrenzen oder bei geringer Auflösung.

Partielle-Volumen-Korrektur (PVC) bezeichnet Ansätze zur Abschätzung und Kompensation dieser Verzerrungen. Typische Methoden umfassen modellbasierte Rekonstruktion mit PSF-Bestimmung, regionenbasierte oder voxelbasierte Korrekturen wie den Geometric Transfer Matrix (GTM)-Ansatz, sowie die Nutzung hochauflösender kontralateraler anatomischer Vorinformationen (z. B. MRI) zur Schätzung der Gewebeanteile innerhalb jedes Voxels. PVC ist oft ein komplexes, instabiles Problem, das von Bildrauschen, genauen PSF-Charakteristika und präziser Gewebesegmentierung abhängt, bietet aber wesentliche Verbesserungen in der quantitativen Bildgebung, insbesondere bei kleinen Strukturen.