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Bewegungskorrektur von 3D-PET/CT-Daten mit optischen Fluss-Verfahren Mohammad Dawood Institut für Informatik, Universität Münster.

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Präsentation zum Thema: "Bewegungskorrektur von 3D-PET/CT-Daten mit optischen Fluss-Verfahren Mohammad Dawood Institut für Informatik, Universität Münster."—  Präsentation transkript:

1 Bewegungskorrektur von 3D-PET/CT-Daten mit optischen Fluss-Verfahren Mohammad Dawood Institut für Informatik, Universität Münster

2 Dawood, Informatik, SFB-B2 Problem: Bewegung bei der Datenakquisition PET, Minuten CT, Sekunden

3 Dawood, Informatik, SFB-B2 PETCT Problem: Bewegungsartefakte PET/CT

4 Dawood, Informatik, SFB-B2 Problem: 1. Schwächungskorrektur InspirationExpiration Schwächungskorrektur mit CT PET: Atemphasen CT: Statisch

5 Dawood, Informatik, SFB-B2 Problem: 2. Verschmierung

6 Dawood, Informatik, SFB-B2 Bewegungsartefakte führen zu Fehlern: Falschem staging der Tumoren(Osman et al 2003, Erdi et al 2004) Uptake Values sind inkorrekt (Nakamoto et al 2004) Kleintumoren können unentdeckt bleiben(Papathanassiou et al 2005) Lösung? Gating + Korrektur Klinische Relevanz

7 Dawood, Informatik, SFB-B2 Lösung: 1. Atemsignal Dawood et al, Medical Physics, Sep. 2007

8 Dawood, Informatik, SFB-B2 … Lösung: 1. Atemsignal Dawood et al, Medical Physics, Sep PET-Daten werden neu sortiert:

9 Dawood, Informatik, SFB-B2 Lösung: 2. Optical Flow Brightness consistency constraint I(x,y,z,t) = I(x+x,y+y,z+z,t+t) I. V = -I t I= Grauwert V = Fluss x,y,z,t= Position

10 Dawood, Informatik, SFB-B2 Lösung: 2. Optical Flow Lucas/Kanade: Optical Flow ist lokal gleich I x1 V x +I y1 V y +I z1 V z = -I t1.... I xn V x +I yn V y +I zn V z = -I tn Dawood et al, IEEE Trans Med Imaging, April 2006

11 Dawood, Informatik, SFB-B2 Horn/Schunck: Optical Flow ist global glatt ( ( I.V+I t )+(| u| 2 +| v| 2 +| w| 2 ))dxdydz Lösung: 2. Optical Flow

12 Dawood, Informatik, SFB-B2 (ψ 1 (D)+αψ 2 (S)) dxdydz Discontinuity Preserving: LK + HS + Organgrenzen Lösung: 2. Optical Flow Dawood et al, IEEE Trans Med Imaging, 2008

13 Dawood, Informatik, SFB-B2 Lösung: 2. Optical Flow Bewegungsvektoren Atemgating, 1h p.i. [18F]FDG, Clamp

14 Dawood, Informatik, SFB-B2 Ergebnisse: Visuell (Atembewegung) PET-Daten vor der Korrektur PET-Daten nach der Korrektur

15 Dawood, Informatik, SFB-B2 Ergebnisse: Visuell (Herzbewegung) PET-Daten vor der Korrektur PET-Daten vor der Korrektur

16 Dawood, Informatik, SFB-B2 Ergebnisse: Quantitativ Restbewegung ~ 0.3 mm << 1 Voxel (3.375 mm)

17 Dawood, Informatik, SFB-B2 Ergebnisse Das Zielgate Alle Daten ohne Korrektur Alle Daten nach der Korrektur

18 Dawood, Informatik, SFB-B2 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Institut für Mathematik und Informatik Universität Münster Prof. X Jiang(Informatik) Prof. M Schäfers(Nuklearmedizin) F Büther(Physik) M Fieseler(Informatik) T Kösters(Mathematik) KP Schäfers(Nuklearmedizin)


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