UnivIS
Informationssystem der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg © Config eG 
FAU Logo
  Sammlung/Stundenplan    Modulbelegung Home  |  Rechtliches  |  Kontakt  |  Hilfe    
Suche:      Semester:   
 
 Darstellung
 
Druckansicht

 
 
 Außerdem im UnivIS
 
Vorlesungs- und Modulverzeichnis nach Studiengängen

Vorlesungsverzeichnis

 
 
Veranstaltungskalender

Stellenangebote

Möbel-/Rechnerbörse

 
 
Früherkennung von Osteoarthritis mit Hilfe von C-Bogen-Computertomographie

Osteoarthritis 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 ; : 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 ; : 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 ; ; 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 ; ; 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 ; ; 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]
Gawellek, Julia ; Bier, Bastian ; Gold, Garry ; : Fourier-based Reduction of Directed Streak Arifacts in Cone-Beam CT. In: Informatik aktuell (Hrsg.) : Bildverarbeitung für die Medizin 2018 (Bildverarbeitung für die Medizin 2018 Erlangen 11.03.2018). 2018, S. 127-132.
Bier, Bastian ; Ravikumar, Nishant ; Unberath, Mathias ; Levenston, Marc ; Gold, Garry ; Fahrig, Rebecca ; : Range Imaging for Motion Compensation in C-Arm Cone-Beam CT of Knees under Weight-Bearing Conditions. In: Journal of Imaging 4 (2018), Nr. 1, S. 1-16
Maier, Jennifer ; Black, Marianne ; Bonaretti, Serena ; Bier, Bastian ; Eskofier, Björn ; Choi, Jang-Hwan ; Levenston, Marc ; Gold, Garry ; Fahrig, Rebecca ; : Comparison of Different Approaches for Measuring Tibial Cartilage Thickness. In: Journal of Integrative Bioinformatics 14 (2017), Nr. 3
Bier, Bastian ; Aichert, André ; Felsner, Lina ; Unberath, Mathias ; Levenston, Marc ; Gold, Garry ; Fahrig, Rebecca ; : Epipolar Consistency Conditions for Motion Correction in Weight-Bearing Imaging. In: K.H. Maier-Hein, T. M. Deserno, H. Handels, T. Tolxdorff (Hrsg.) : Bildverarbeitung für die Medizin 2017 Algorithmen Systeme Anwendungen (Bildverarbeitung für die Medizin 2017 Heidelberg 12.-14.03). Berlin : Springer, 2017, S. 209-214.
Bier, Bastian ; Unberath, Mathias ; Geimer, Tobias ; Ravikumar, Nishant ; Gold, Garry ; Fahrig, Rebecca ; : Fusing Motion Estimates for CBCT Reconstruction. In: IEEE (Hrsg.) : 2017 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record (NSS/MIC) (IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC) Atlanta 21.10-28.10.2017). 2017, S. tbd.
Syben, Christopher ; Bier, Bastian ; Berger, Martin ; Aichert, André ; Fahrig, Rebecca ; Gold, Garry ; Levenston, Marc ; : Joint Calibration and Motion Estimation in Weight-Bearing Cone-Beam CT of the Knee Joint using Fiducial Markers. In: Gary Egan and Olivier Salvado (Hrsg.) : Proceedings of the 2017 IEEE International Symposium on Biomedical Imaging: From Nano to Macro (2017 IEEE International Symposium on Biomedical Imaging Melbourne 2017). 2017, S. 494-497. - ISBN 978-1-5090-1171-1
Bier, Bastian ; Unberath, Mathias ; Geimer, Tobias ; Maier, Jennifer ; Gold, Garry ; Levenston, Marc ; Fahrig, Rebecca ; : Motion Compensation using Range Imaging in C-arm Cone-Beam CT. In: Springer (Hrsg.) : Medical Image Understanding and Analysis (21st Annual Conference, MIUA 2017 Edinburgh 11.07.2017-13.07.2017). 2017, S. 561.
Bier, Bastian ; Berger, Martin ; ; Kachelrieß, Marc ; Ritschl, Ludwig ; Müller, Kerstin ; Choi, Jang-Hwan ; Fahrig, Rebecca: Scatter correction using a primary modulator on a clinical angiography C-arm CT system. In: Medical Physics 44 (2017), Nr. 9, S. e125-e137
Syben, Christopher ; Bier, Bastian ; Berger, Martin ; Aichert, André ; Fahrig, Rebecca ; Gold, Garry ; Levenston, Marc ; : Self-Calibration and Simultaneous Motion Estimation for C-arm CT using Fiducial Markers. In: Maier-Hein, K.H. ; Deserno, Th.M. ; Handels, H. ; Tolxdorff, Th. (Hrsg.) : Bildverarbeitung für die Medizin 2017: Algorithmen - Systeme - Anwendungen. (Bildverarbeitung für die Medizin Heidelberg 12.3-14.3). Springer : Springer-Verlag, 2017, S. 56-61. - ISBN 978-3-662-54344-3
[doi>10.1007/978-3-662-54345-0]
Rybakov, Oleksiy ; Bier, Bastian ; Maier, Jennifer ; Unberath, Mathias ; : Simultaneous Generation of X-ray and Range Images using XCAT under Motion. In: IEEE (Hrsg.) : 2017 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record (NSS/MIC) (IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC) Atlanta 21.10.-28.10.2017). 2017, S. tbd.
Bier, Bastian ; Unberath, Mathias ; Ravikumar, Nishant ; Maier, Jennifer ; Gooya, Ali ; Taylor, Zeike A. ; Frangi, Alejandro F. ; Gold, Garry ; Fahrig, Rebecca ; : Surface Registration to Estimate Motion in CBCT. In: IEEE (Hrsg.) : 2017 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record (NSS/MIC) (IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC) Atlanta 21.10-28.10.2017). 2017, S. tbd.
Maier, Jennifer ; Aichert, André ; Mehringer, Wolfgang ; Bier, Bastian ; Eskofier, Björn ; Levenston, Marc ; Gold, Garry ; Fahrig, Rebecca ; Bonaretti, Serena ; : Feasibility of Motion Compensation using Inertial Measurement in C-arm CT. In: IEEE (Hrsg.) : Conference Record of the 2017 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC) (2017 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC) Sydney 10.-17.11.2018). 2018, S. tbd.
Shi, Lan ; Berger, Martin ; Bier, Bastian ; Söll, Christopher ; Röber, Jürgen ; Fahrig, Rebecca ; Eskofier, Björn ; ; Maier, Jennifer: Analog Non-Linear Transformation-Based Tone Mapping for Image Enhancement in C-arm CT. In: IEEE (Hrsg.) : 2016 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record (NSS/MIC) (IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC) Straßburg, Frankreich 29.10-05.11.2016). 2016, S. -.

Institution: Lehrstuhl für Informatik 5 (Mustererkennung)
UnivIS ist ein Produkt der Config eG, Buckenhof