Auswertesystem für Multidetektor CT-Angiographie der Becken-Bein-Region
Final Report Abstract
Die CT-Angiographie ist ein diagnostisches Verfahren, das routinemäßig in vielen Körperregionen ihren Einsatz findet. Die visuelle Begutachtung wird hier allerdings durch störende Hochkontraststrukturen wie Knochen und Kalk behindert. Die Entfernung dieser Strukturen wurde in dem Projekt durch ein neues, innovatives Verfahren basierend auf Level-Graphen gelöst, das gegenüber dem Ansatz aus dem Antrag in einer einzigen Formulierung die Trennung zu Knochen und Kalzifikationen beinhaltet und gleichzeitig eine elegante, formale Lösung darstellt. Die gezeigte Robustheit und kurze Ausführungszeit wären mit den Ansätzen aus dem Antrag nicht in dem Maße möglich gewesen. Beim neuen Verfahren werden zwei Datensätze, einmal mit und einmal ohne Kontrastmittel aufgenommen, die Hochkontraststrukturen in den einzelnen Schichten identifiziert und durch Graphenmatching eine korrekte Zuordnung der Strukturen zwischen den Datensätzen gefunden. Durch die spezielle Konstruktion der Graphen gelang es uns, mittels Dynamischen Programmieren und effizientem Pruning dieses Matching in kurzer Zeit auszuführen. Das Angioscope genannte Tool ist in im J. IEEE Medical Image Processing publiziert worden und erwies sich gegenüber kommerzieller Evaluationssoftware als hoch überlegen. Angioscope ist in der Lage, Hochkontraststrukturen von Lumen in der Becken-Bein-Region voxelgenau zu trennen. In Fällen geringen Gefäßdurchmessers oder starker Verkalkungen ist dies zu ungenau und eine subvoxel-genaue Trennung wird erforderlich. Hierzu ist eine Durchführbarkeitsstudie realisiert worden. Dabei wurde, wie im Antrag beschrieben, eine Separierung auf Basis von Level-Sets umsetzt. Durch die Aufhärtungsartefakte wurde aber eine Korrektur notwendig. Diese wurde erstmals mittels eines Inpainting-Ansatzes gelöst. Erste Testbeispiele zeigen sehr vielversprechende Ergebnisse, die eine vertiefte Untersuchung nahelegen. Eine Studie anhand des ersten Prototyps soll in den nächsten Monaten durchgeführt werden, um eine klare Aussage treffen zu können. Momentan wird eine weitere Durchführbarkeitstudie umgesetzt, inwieweit In-Stent-Stenosen mittels der Verfahren getrennt werden können. Hier zeigte eine Simulationsstudie vielversprechende Ergebnisse, eine Studie auf Basis eines Phantoms ist momentan in Bearbeitung. Erste Anwendungen bei echten Patientendaten werden in einigen Monaten vorliegen.
Publications
- 'An Interactive Application for Removal of Bone Information In CT-Angiography'. IEEE CBMS, 2004, p. 396
Maksimov, D., Finkel, P., Dietz, T., Diehl, S., Düber, C, Rebholz, P., Hesser, J., and R. Männer
- „Multidetektor-Computertomographie (MD-CTA) der Becken-Bein-Region bei Patienten mit peripherer arterieller Verschlusskrankhelt". Dissertation, 2007
Tiina Dietz
- 'Removal of bone information in dual energy CT'. (2008), CVII08 Proceedings: 120-127
Zheng, L., Maksimov, D., Stutzmann, T., Jochum, S., Brockmann, C., Diehl, S., and Hesser, J.
- 'Graph-matching based CTA'. IEEE Transactions on Medical Imaging, 2009, 28, (6), pp. 304
Maksimov, D., Hesser, J., Dietz, T., Schnitzer, A., Düber, C., Schönberg, S., and Diehl, S.
- (2009), "Robust Segmentation of Blurred CT Data Sets". DEGR009
Remmele, Steffen, Hesser, Jürgen and Wenz, Frederik
- Dual-energy CT angiography In peripheral arterial occlusive disease. Cardiovas. Interven. Radiol. 2009, 32(4): 630-7
Brockmann C, Jochum S, Sadick M, Huck K, Ziegler P, Fink C, Schoenberg SO, Diehl SJ
- Robust removal of Artifacts in DSA-lmages. DEGRO 2009
T. Stutzrnann, J. Hesser
