Visual Universitätsmedizin Mainz

3D Rekonstruktion aus mehreren 2D-Projektions-Röntgenaufnahmen mit Hilfe der Referenzkugel-Methode (RSM)

DFG Projekt Nr. SCHU 1496/1-2 (gefördert ab 01.03.2004)
Kooperation mit Prof. Dr. rer. nat. E. Schömer, Geschäftsführender Direktor am Institut für Informatik, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Prof. Dr. rer. nat. U. Schwanwecke, Fachbereich Informatik, Fachhochschule Wiesbaden

Projektnachweis
RSM3D-Webseite
http://www.dfg.de/gepris/nachweise/233569.html

Zusammenfassung:
Dreidimensionale (3D) Informationsgewinnung aus zweidimensionalen (2D) Röntgenaufnahmen erhöht potentiell die Anwendbarkeit und diagnostische Aussagekraft des Diagnoseverfahrens in der klinischen Anwendung. Die entwickelte Referenzkugelmethode (RSM) ermöglicht die a posteriori Berechnung der Projektionsgeometrie einer 2D-Röntgenaufnahme durch quantitative Bildanalyse. Diese Informationen sollen verwendet werden, um aus mehreren ( 2), in unterschiedlichen Projektionsgeometrien angefertigten 2D-Aufnahmen die in diesen enthaltene 3D-Volumeninformation zu extrahieren. Hierfür ist die Weiterentwicklung eines auf Rückprojektion basierenden Algorithmus bzw. die Anwendung und Modifikation bekannter Algorithmen der modernen Informatik notwendig. Die Algorithmen werden in eine zu entwickelnde Software implementiert und anhand von Phantom- und Kieferfragment-Aufnahmen sukzessive getestet. Die Bildausgabe des berechneten 3D-Datensatzes soll über Stapel von 2D Schnitten erfolgen, die frei wählbar durch das interessierende Objekt gelegt werden können und parallel zur Bildrezeptorebene verlaufen. Hierzu könnten gegebenenfalls auch Verfahren verwendet und weiterentwickelt werden, die für die 3D-Rekonstruktion von CT-Bildstapeln in DFG-Projekten der Klinik für Radiologie entwickelt wurden.

Diplomarbeit zur Thematik aus dem kooperierenden Institut für Informatik der FH Wiesbaden (Arbeitsgruppe Prof. U. Schwanecke; Tobias Albert)

Arbeitsgruppe:
Ralf Schulze1), Oliver Weinheimer1,2,3), Ulrich Heil1,2), Dan Bruellmann4), Tobias Albert5), Elmar Schoemer2), Peter Dauscher2), Ulrich Schwaneke5), Thomas Uthmann2)

1)Dept. of Oral Surgery (and Oral Radiology), Johannes Gutenberg-University Mainz
2)Inst. of Computer Science, Johannes Gutenberg-University Mainz
3)Dept. of Radiology, Johannes Gutenberg-University Mainz
4)Dept. of Operative Dentistry, Johannes Gutenberg-University Mainz
5)Inst. of Computer Science, University of Applied Sciences Wiesbaden,
  Campus Rüsselsheim, Germany

1)Schulze, R., Brüllmann, D. D., Röder, F., d'Hoedt, B.: Determination of Projection Geometry from Quantitative Assessment of the Distortion of Spherical References in Single-view Projection Radiography. Med. Phys. 31:  2849-2854 (2004).
2)Schulze R.K.W., Heil U., Weinheimer O., Groß D., Bruellmann D.D., Schoemer E., Thomas E., Schwanecke U. Accurate registration of random radiographic projections based on three spherical references for the purpose of few-view 3D reconstruction. Med Phys 35: 546-555 (2008).

Wissenschaftliche Publikationen

Vorprojekt: DFG Projekt Nr. SCHU 1496/1-1 (bewilligt 29.08.2002, 2 Jahre)

www.dfg.de/gepris/nachweise/233569.html

Zusammenfassung des DFG Projektes:
Basierend auf einer vom Antragsteller entwickelten radiologischen Methode soll ein mathematischer Algorithmus weiterentwickelt und experimentell evaluiert werden, der eine exakte Berechnung von Verzerrungen ermöglicht, wie sie typischerweise häufig bei linearen Messstrecken auf intra-oralen zahnärztlichen Röntgenaufnahmen vorkommen. Hierdurch soll die Genauigkeit der metrischen Auswertung dieser in digitaler Form vorliegenden Röntgenbilder verbessert werden, was z. B. die Aussage von Langzeitstudien über peri-implantären Knochenabbau verbessern könnte. Zusätzlich soll der Algorithmus in eine zu entwickelnde Software integriert werden, die zur komfortableren Anwendung der Methodik auch die automatische Erkennung einfacher Bildmerkmale gewährleistet.

Ausstellung auf der Hanover-Industriemesse 2004.

www.innovations-report.de/html/berichte/messenachrichten/bericht-28309.html

Calva
Erste Ergebnisse der RSM-basierten1) 3D Rekonstruktion, die aus einfacher Voxel-determinierter Rückprojektion nach RSM Registrierung aus acht (unten) bzw. sechs (oben) arbiträr verteilten Einzel- aufnahmen entstand. (Diplomarbeit Tobias Albert - unten)
molar