Krebs ist die zweithäufigste Todesursache weltweit, welche 2008 für 7.6 Millionen Todesfälle verantwortlich war. Davon traten 70% in Ländern der dritten Welt auf. Laut Angaben der World Health Organization (WHO) ist Leberkrebs die dritthäufigste Krebsart und jährlich für 700.000 Todesfälle verantwortlich. Das Leberzellkarzinom (Hepatozelluläres Karzinom) ist die häufigste primäre Leberkrebsart. Dieser Krebstyp entwickelt sich nach einer viralen Hepatitis B/C Infektion oder einer Leberzirrhose. Die Leberzirrhose entwickelt sich als Folge einer chronischen Leberkrankheit die beispielsweise durch Alkoholmissbrauch verursacht wird. Charakteristisch für eine Leberzirrhose ist, daß gesundes Lebergewebe durch narbiges Gewebe und Knötchen ersetzt wird und dadurch die Leberfunktion einschränkt. Ungefähr 50% aller Todesfälle, die durch das Leberzellkarzinom verursacht werden, treten in China auf. In westlichen Ländern sind Metastasen von Tumoren anderer Organe die häufigste Ursache von Leberkrebs. In Deutschland wurden im Jahr 2010 219.000 Todesfälle aufgrund von Krebs registriert. Nur ca. 6000 Menschen entwickeln jährlich ein Leberzellkarzinom, allerdings mit steigender Tendenz. Die Leber ist für das Überleben äußerst wichtig. Sie spielt eine wichtige Rolle beim Stoffwechsel und ist außerdem an der Proteinsynthese, Glycogenspeicherung, Hormonproduktion und der Produktion von Verdauugssäften beteiligt. Im häufig verwendeten Couinaud-System kann die Leber in acht Segmente eingeteilt werden, die unabhängig voneinander von der Leberarterie, den Lebervenen und Gallengängen durchzogen sind. Es existiert derzeit keine Möglichkeit, um das Fehlen dieser wichtigen Funktionen zu kompensieren. Aus diesem Grund ist es wichtig, eine Lebererkrankung frühzeitig und richtig zu diagnostizieren und die gewonnenen Informationen zu verwenden, um die bestmögliche Behandlungsstrategie zu wählen. Die derzeit am häufigsten eingesetzte Methode zur Diagnose eines Leberzellkarzinom ist ein mehrphasiger Computertomographie-Scan des Abdomens. Dabei wird üblicherweise ein Kontrastmittel in eine Armvene intravenös injiziert. Das Kontrastmittel erreicht dann die Leber zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten. Das erste Mal durch die Leberarterie (Arterielle Phase) und beim zweiten Mal durch die Portalvene (Portalvenöse Phase). Während dieser Phasen ändert der Tumor sein Aussehen und zeigt einige spezifischen Eigenschaften, die auf die Krebsart schliessen lassen. Die zur Verfügung stehenden Behandlungsmäglichkeiten richten sich nach Art und Größe des Tumors. Eine chirurgische Resektion bietet dabei die beste Prognose für den Patienten, von denen aber nur ca. 10-15% in Frage kommen. Bei einer chirurgischen Leberresektion unterscheidet man zwischen typischen Resektionen entlang Segmentgrenzen und atypischen Resektionen bei denen die Schnittgrenzen tumororientiert verlaufen und beliebige Formen annehmen können. Typische Resektionen werden normalerweise bevorzugt, da hierbei das Risiko für Blutungen geringer ist. Aus medizinischer Sicht kann aber auch in ausgewählten Fällen eine atypische Resektion sinnvoll sein. Es ist überaus wichtig, vor der Behandlung eines Patienten zu evaluieren, ob eine Resektion möglich ist. Dabei helfen moderne bildgebende Verfahren, wie die Computertomographie und Magnetresonanztomographie. Sie ermöglichen die räumlichen Lagebeziehungen wichtiger Strukturen einzuschätzen, sowie die Ausbreitung und Art des Tumors zu bestimmen. Stetige Verbesserungen der räumlichen und zeitlichen Auflösung ermöglichen immer mehr Details darzustellen. Das führt allerdings auch zu einer erhöhten Datenmenge pro Patient, die vom Radiologen verarbeitet werden muß. Um Fehler zu vermeiden und um den Chirurgen bei der Diagnose zu unterstützen werden technische Hilfsmittel benötigt, die einen Teil der anfallenden Daten automatisiert verarbeiten können. Abhängig vom medizinischen Anwendungsfall sind unterschiedliche anatomische Strukturen von Interesse. Im Besonderen spielt das Extrahieren von Blutgefäßen eine wichtige Rolle. Beispielsweise lassen sich dadurch Stenosen der Koronararterien detektieren. Im Fall der Leber werden Gefäße für die Planung von chirurgischen Resektionen benötigt. Sie ermöglichen das Berechnen der Couinaud Segmente, sowie eine automatisierte Analyse des Risikos bei einer atypischen Resektion. Außerdem werden Gefäße als Landmarken für die Registrierung zweier Volumen verwendet. Das ermöglicht zusätzliche Informationen aus unterschiedlichen Modalitäten zu einem Gesamtbild zu fusionieren. Aber auch die Nutzung für die intraoperative Navigation ist derzeit Gegenstand vieler Forschungsarbeiten. Die manuelle Segmentierung von Blutgefäßen ist langwierig und fehleranfällig. Automatisierte Segmentierungsverfahren sind deshalb wichtige Hilfsmittel für die klinische Praxis. Allerdings erschweren aufnahmeabhängige Probleme wie Rauschen, schwankende Kontraste, unterschiedliche Auflösungen und Artefakte den Einsatz solcher Verfahren. Dazu kommen spezifische Probleme, wie beispielsweise variable Gefäßdurchmesser, die die den Routineeinsatz noch zusätzlich erschweren. Die Entwicklung robuster Verfahren ist daher Gegenstand vieler Forschungsarbeiten und ist nach wie vor nicht zufriedenstellend gelöst. Darüber hinaus stellt die Leber Gefäßsegmentierungsverfahren vor eine zusätzliche Herausforderung. Aufgrund von Partialvolumeneffekten und Bewegungsartefakten scheinen Portalvene und Lebervene an einigen Stellen miteinander verbunden zu sein. Es ist wünschenswert und für einige Anwendungen sogar erforderlich, diese beiden Gefäßsystem voneinander zu trennen. Das ermöglicht dann die getrennte Visualisierung dieser beiden Gefäßsysteme, sowie die automatisierte Weiterverarbeitung. Einige Forschungsarbeiten wurden zu diesem Thema bereits veröffentlicht. Jedoch ist auch dieses Problem noch nicht zufriedenstellend gelöst. Der Fokus dieser Arbeit ist die robuste Extraktion von Lebervenen aus kontrastverstärkten CT Volumen. Die resultierende Verfahren wurde verwendet, um eine Applikation zur Planung chirurgischer Leberresektionen zu entwickeln.