Upload
alina-nachtman
View
106
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
Bewegungskorrektur von 3D-PET/CT-Daten mit optischen Fluss-Verfahren
Mohammad Dawood
Institut für Informatik, Universität Münster
Dawood, Informatik, SFB-B2
Problem: Bewegung bei der Datenakquisition
PET, Minuten
CT, Sekunden
Dawood, Informatik, SFB-B2
PET CT
Problem: Bewegungsartefakte
PET/CT
Dawood, Informatik, SFB-B2
Problem: 1. Schwächungskorrektur
Inspiration Expiration
Schwächungskorrektur mit CT
PET: Atemphasen
CT: Statisch
Dawood, Informatik, SFB-B2
Problem: 2. Verschmierung
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
Dawood, Informatik, SFB-B2
Lösung: 1. Atemsignal
Dawood et al, Medical Physics, Sep. 2007
Dawood, Informatik, SFB-B2
…
Lösung: 1. Atemsignal
Dawood et al, Medical Physics, Sep. 2007
PET-Daten werden neu sortiert:
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 = -It
I = GrauwertV = Flussx,y,z,t = Position
Dawood, Informatik, SFB-B2
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
Dawood, Informatik, SFB-B2
Horn/Schunck: Optical Flow ist global glatt
∫((I.V+It)+(|u|2+|v|2+|w|2))dxdydz
Lösung: 2. Optical Flow
Dawood, Informatik, SFB-B2
∫ (ψ1(D)+αψ2(S)) dxdydz
Discontinuity Preserving: LK + HS + Organgrenzen
Lösung: 2. Optical Flow
Dawood et al, IEEE Trans Med Imaging, 2008
Dawood, Informatik, SFB-B2
Lösung: 2. Optical Flow
Bewegungsvektoren
Atemgating, 1h p.i. [18F]FDG, Clamp
Dawood, Informatik, SFB-B2
Ergebnisse: Visuell (Atembewegung)
PET-Daten vor derKorrektur
PET-Daten nach derKorrektur
Dawood, Informatik, SFB-B2
Ergebnisse: Quantitativ
Restbewegung ~ 0.3 mm << 1 Voxel (3.375 mm)
Dawood, Informatik, SFB-B2
Ergebnisse
Das Zielgate
Alle Daten ohne Korrektur
Alle Daten nach der Korrektur
Dawood, Informatik, SFB-B2
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Institut für Mathematik und InformatikUniversität Münster
Prof. X Jiang (Informatik)Prof. M Schäfers (Nuklearmedizin)
F Büther (Physik)M Fieseler (Informatik)T Kösters (Mathematik)KP Schäfers (Nuklearmedizin)