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Veröffentlicht von:Alina Nachtman Geändert vor über 10 Jahren
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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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Problem: Bewegung bei der Datenakquisition
PET, Minuten CT, Sekunden
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Problem: Bewegungsartefakte
PET PET/CT CT
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Schwächungskorrektur mit CT
Problem: 1. Schwächungskorrektur CT: Statisch PET: Atemphasen Inspiration Expiration Schwächungskorrektur mit CT
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Problem: 2. Verschmierung
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Lösung? Gating + Korrektur
Klinische Relevanz 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
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Dawood et al, Medical Physics, Sep. 2007
Lösung: 1. Atemsignal Dawood et al, Medical Physics, Sep. 2007
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Dawood et al, Medical Physics, Sep. 2007
Lösung: 1. Atemsignal PET-Daten werden neu sortiert: … Dawood et al, Medical Physics, Sep. 2007
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Brightness consistency constraint I(x,y,z,t) = I(x+∂x,y+∂y,z+∂z,t+∂t)
Lösung: 2. Optical Flow Brightness consistency constraint I(x,y,z,t) = I(x+∂x,y+∂y,z+∂z,t+∂t) I.V = -It I = Grauwert V = Fluss x,y,z,t = Position
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Dawood et al, IEEE Trans Med Imaging, April 2006
Lösung: 2. Optical Flow Lucas/Kanade: Optical Flow ist lokal gleich Ix1Vx+Iy1Vy+Iz1Vz = -It1 IxnVx+IynVy+IznVz = -Itn Dawood et al, IEEE Trans Med Imaging, April 2006
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Horn/Schunck: Optical Flow ist global glatt
Lösung: 2. Optical Flow Horn/Schunck: Optical Flow ist global glatt ∫((I.V+It)+(|u|2+|v|2+|w|2))dxdydz
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Dawood et al, IEEE Trans Med Imaging, 2008
Lösung: 2. Optical Flow Discontinuity Preserving: LK + HS + Organgrenzen ∫ (ψ1(D)+αψ2(S)) dxdydz Dawood et al, IEEE Trans Med Imaging, 2008
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Atemgating, 1h p.i. [18F]FDG, Clamp
Lösung: 2. Optical Flow Atemgating, 1h p.i. [18F]FDG, Clamp Bewegungsvektoren
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Ergebnisse: Visuell (Atembewegung)
PET-Daten vor der Korrektur PET-Daten nach der Korrektur
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Ergebnisse: Visuell (Herzbewegung)
PET-Daten vor der Korrektur PET-Daten vor der Korrektur
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Restbewegung ~ 0.3 mm << 1 Voxel (3.375 mm)
Ergebnisse: Quantitativ Restbewegung ~ 0.3 mm << 1 Voxel (3.375 mm)
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Ergebnisse Das Zielgate Alle Daten nach der Korrektur
Alle Daten ohne Korrektur
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Prof. X Jiang (Informatik) Prof. M Schäfers (Nuklearmedizin) F Büther (Physik) M Fieseler (Informatik) T Kösters (Mathematik) KP Schäfers (Nuklearmedizin) Institut für Mathematik und Informatik Universität Münster
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