Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines Belastungstests des Kniegelenks mithilfe von neuartigen Methoden der Computertomographie (CT). Anhand einer Vermessung der Knorpeldeformation unter verschiedenen Belastungssituationen wird es dann möglich sein, unnatürliche Bewegungsabläufe, welche auf Arthritis hindeuten, frühzeitig zu erkennen.

Das hauptsächliche Anwendungsgebiet für C-Bogen-CT befindet sich in der interventionellen Radiologie, wo typischerweise Bilder von liegenden Patienten mittels einer vertikalen Trajektorie erfasst werden. In diesem Projekt wird ein nahezu frei positionierbarer C-Bogen verwendet. Dies ermöglicht eine horizontale Trajektorie, welche notwendig ist, um Kniebilder von stehenden oder sogar hockenden Patienten zu akquirieren.

Für die medizinische Bildrekonstruktion entstehen so zwei größere Problemstellungen. Zum einen besitzen C-Bögen typischerweise eine geringe Detektorgröße, welche das Aufnehmen zweier benachbarter Knie erschwert. Ziel ist es hier, Trajektorien zu untersuchen, welche an die Form des Objekts angepasst sind und somit den sichtbaren Bereich erhöhen. Da die stehende bzw. hockende Position des Patienten zu erhöhter Bewegung während eines Scans führt, wird außerdem auch die Bewegungskorrektur ein Ziel des Projekts sein. Verschiedene Ansätze, welche zusätzliche Informationen über Patientenbewegungen liefern, sind denkbar. Zum Beispiel können äußerlich fixierte Metallkugeln die Objektposition bereits in den einzelnen Detektorbildern sichtbar machen. Darüber hinaus wäre auch der Einsatz von externen 3D-Kameras denkbar, welche die Patientenbewegung während des Scans detektieren könnte. Beide Methoden ermöglichen dann ein Kompensation von örtlichen Verschiebungen in den Detektorbildern und somit eine korrekte Rekonstruktion des betrachteten Volumens.

In diesem Volumen wird dann das Kniegelenk segmentiert und vermessen, um so ein Maß zu erhalten, welches im direktem Zusammenhang mit dem Arthroserisiko steht.