|
Früherkennung von Osteoarthritis mit Hilfe von C-Bogen-ComputertomographieOsteoarthritis ist vor allem bei älteren
Bevölkerungsschichten einer der Hauptgründe für teilweise
erhebliche Einschränkungen des Bewegungsapparates, jedoch
sind die Ursachen der Erkrankung und der anfängliche
Krankheitsverlauf bisher weitgehend unbekannt. Die
Verfahren, die aktuell zur Bildgebung in der
Arthrosebehandlung verwendet werden, benötigen lange
Untersuchungszeiten und erhöhten logistischen Aufwand.
Außerdem sind sie oft nicht in der Lage, frühzeitige
Veränderungen des Gewebes zu erkennen.Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung einer
neuartigen
Methode der Computertomographie, die es ermöglicht,
Veränderungen der Knorpel und Menisken im Kniegelenk
unter Belastung zu analysieren. Die zeitliche Deformation
der Knorpelschicht unter verschiedenen
Belastungssituationen gibt Auskunft über unnatürliche
Bewegungsabläufe, welche ein Frühindikator für Arthritis
sein können. Dies kann dabei helfen, eine Erkrankung
frühzeitig zu erkennen. Um eine Aufnahme der Knie in stehender Position zu
ermöglichen, wird ein flexibles C-Bogen-CT-System
verwendet. Normalerweise wird solch ein System in der
interventionellen Radiologie eingesetzt, um Bilder von
liegenden Patienten mittels einer vertikalen Trajektorie
aufzunehmen. Für die Aufnahme der Knie in diesem Projekt
wurde eine horizontale Trajektorie entwickelt. Die stehende bzw. hockende Position ermöglicht zwar eine
Analyse der Gelenke unter Belastung, führt allerdings
auch zu einer erhöhten unfreiwilligen Bewegung der
Probanden während der mehrsekündigen Aufnahme. Dadurch
entstehen Artefakte in der Rekonstruktion, die eine
korrekte Auswertung der Bilder erschweren. Ziel des
Projektes ist daher, die Bewegung der Probanden während
der Aufnahme zu schätzen, um die Artefakte in der
Rekonstruktion zu verringern. Verschiedene Ansätze, um
Informationen über die Bewegung zu erlangen, sind
denkbar. Ein Ansatz sieht vor, mit Hilfe von
Oberflächenkameras das Bewegungsfeld der Knie zu
berechnen und zur Korrektur zu verwenden. Ein weiterer
möglicher Ansatz ist das Erstellen und Auswerten eines
biomechanischen Modells der Knie mit Hilfe von
Inertialsensorik, um die Bewegung zu kompensieren. Nach der Korrektur der Bewegungsartefakte wird das
rekonstruierte Volumen benutzt, um das Kniegelenk zu
segmentieren und zu vermessen. Dies kann Aufschluss über
das Risiko bzw. den Fortschritt einer Arthroseerkrankung
geben. | Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Andreas Maier, Ph.D. Rebecca Fahrig
Beteiligte: Bastian Bier, M. Sc., Jennifer Maier, M. Sc., Ph.D. Serena Bonaretti, Ph.D. Marc Levenston, M.D. Garry Gold, Sc.D. Norbert Pelc
Stichwörter: Osteoarthritis; Arthrose; Computertomographie; C-Bogen; Bewegungskorrektur
Laufzeit: 1.1.2016 - 31.12.2018
Förderer: Erlangen Graduate School of Heterogeneous Image Systems
Kontakt: Maier, Andreas Telefon +49 9131 85 27883, Fax +49 9131 85 27270, E-Mail: andreas.maier@fau.de
| Publikationen |
---|
Bier, Bastian ; Berger, Martin ; Maier, Jennifer ; Unberath, Mathias ; Scott Hsieh ; Serena Bonaretti ; Rebecca Fahrig ; Marc E. Levenston ; Garry E. Gold ; Maier, Andreas: Object Removal in Gradient Domain of Cone-Beam CT Projections. In: IEEE (Hrsg.) : 2016 IEEE Nuclear Science Symposuim & Medical Imaging Conference Record (IEEE Nuclear Science Symposuim & Medical Imaging Conference (NSS/MIC) Straßburg 29.10.2016-05.11.2016). 2016, S. -. | Berger, Martin ; Müller, Kerstin ; Aichert, André ; Unberath, Mathias ; Thies, Justus ; Choi, Jang-Hwan ; Fahrig, Rebecca ; Maier, Andreas: Marker-free motion correction in weight-bearing cone-beam CT of the knee joint. In: Medical Physics 43 (2016), Nr. 3, S. 1235-1248 [doi>10.1118/1.4941012] | Berger, Martin ; Müller, Kerstin ; Choi, Jang-Hwan ; Aichert, André ; Maier, Andreas ; Fahrig, Rebecca: 2D/3D Registration for Motion Compensated Reconstruction in Cone-Beam CT of Knees Under Weight-Bearing Condition. In: Jaffray, David A. (Hrsg.) : IFMBE Proceedings (World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering Toronto, Canada June 7-12, 2015). 51. Aufl. 2015, S. 54-57. - ISBN 978-3-319-19387-8 [doi>10.1007/978-3-319-19387-8] | Müller, Kerstin ; Berger, Martin ; Choi, Jang-Hwan ; Maier, Andreas ; Fahrig, Rebecca: Automatic Motion Estimation and Compensation Framework forWeight-bearing C-arm CT scans using Fiducial Markers. In: Jaffray, David A. (Hrsg.) : IFMBE Proceedings (World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering, June 7-12, 2015, Toronto, Canada Toronto, Canada 07.06-12.06.2015). 51. Aufl. 2015, S. 58-61. - ISBN 978-3-319-19387-8 [doi>10.1007/978-3-319-19387-8] | Unberath, Mathias ; Choi, Jang-Hwan ; Berger, Martin ; Maier, Andreas ; Fahrig, Rebecca: Image-based Compensation for Involuntary Motion in Weight-bearing C-arm Cone-beam CT Scanning of Knees. In: David Manning, Steven C. Horii (Hrsg.) : Proc. SPIE Medical Imaging 2015 (SPIE Medical Imaging 2015 Orlando, FL 21-26.2.2015). Bd. 9413. 2015, S. 94130D-7. [doi>10.1117/12.2081559] |
Institution: Lehrstuhl für Informatik 5 (Mustererkennung)
|
|
|
|
UnivIS ist ein Produkt der Config eG, Buckenhof |
|
|