Projekt

Konsistenzbedingungen für die Artefaktreduktion im Kegelstrahl-CT

Die meisten Methoden zur Artefaktreduktion in der Flachdetektor-CT (FDCT) verlassen sich heute auf Heuristiken, Vorwissen, zusätzliche Sensoren oder iterative Prozeduren. Jedoch findet eine ganze Gattung an Methoden zur Artefaktreduktion bislang nur wenig Anwendung in gängigen FDCT-Systemen. Das theretische Modell der Geometrie und Physik von CT sowie FDCT stellt Bedingungen an die Projektionsbilder. Es ist wohlbekannt, dass solche Datenkonsistenzbedingungen mathematische Redundanzen in den Projektionsbildern beschreiben, die auf die Tatsache zurückgehen, dass jede Projektion aus Linienintegralen durch das gleich Objekt bestehen, lediglich aus verschiedenen Richtungen. Wenn diese Redundanzen verletzt werden, beispielsweise durch einen eingeschränkten Blickwinkel oder eine Bewegung des Objektes während der Aufnahme einzelner Projektionen, dann werden solche Konsistenzbedingungen typischerweise nicht mehr erfüllt. Datenkonsistenzbedingungen in der CT wurden vor allem für Parallelstrahl-Geometrien schon seit 25 Jahren untersucht. Es wurde gezeigt, dass Konsistenzbedingungen sehr attraktive Lösungen für eine Bandbreite an Problemen liefern, beispielsweise Bewegungsschätzung, Korrigierung und Extrapolation fehlender Daten. Für diese mangelt es jedoch an Anwendungen für echte Systeme; sie arbeiten nur auf idealen, oft rauschfreien Phantom-Simulationen.
Das Ziel dieses Projektes ist es, bestehende Konsistenzbedigungen zu erweitern, so dass ihr praktischer Einsatz die intrinsischen Schwächen von FDCT, insbesondere Bewegung und Trunkierung, behebt. Das Ziel ist eine praktische Anwendbarkeit auf klinische Daten.

Projektleitung:
Prof. Dr.-Ing. habil. Andreas Maier

Beteiligte:
André Aichert, M. Sc.

Laufzeit: 1.11.2015 - 1.11.2018

Förderer:
Deutsche Forschungsgemeinschaft

Kontakt:
Aichert, André
Telefon +49 9131 85 28977, Fax +49 9131 85 27270, E-Mail: andre.aichert@fau.de

Publikationen

Aichert, André ; Wang, Jian ; Schaffert, Roman ; ; Hornegger, Joachim ; Maier, Andreas: Epipolar Consistency in Fluoroscopy for Image-Based Tracking. In: Xianghua Xie ; Mark W. Jones ; Gary K. L. Tam (Hrsg.) : Proceedings of the British Machine Vision Conference 2015 (26th British Machine Vision Conference (BMVC 2015) Swansea, UK Sept 7-10 2015). Swansea, UK : BMVA Press, 2015, S. 86. - ISBN 1-901725-53-7

Aichert, André ; Berger, Martin ; Wang, Jian ; Maass, Nicole ; Doerfler, Arnd ; Hornegger, Joachim ; Maier, Andreas: Epipolar Consistency in Transmission Imaging. In: IEEE Transactions on Medical Imaging 34 (2015), Nr. 10, S. 1-15
[doi>10.1109/TMI.2015.2426417]

Grulich, Tobias ; Holub, Wolfgang ; Haßler, Ulf ; Aichert, André ; Maier, Andreas: Geometric Adjustment of X-ray Tomosynthesis. In: King, Michael (Hrsg.) : Fully Three-Dimensional Image Reconstruction in Radiology and Nuclear Medicine (The 13th International Meeting on Fully Three-Dimensional Image Reconstruction in Radiology and Nuclear Medicine Newport, Rhode Island, USA 31.05). 2015, S. 468-470.

Pohlmann, Marcel ; Berger, Martin ; Maier, Andreas ; Hornegger, Joachim ; Fahrig, Rebecca: Estimation of missing fan-beam projections using frequency consistency conditions. In: Noo, Frederic (Hrsg.) : Proceedings of the third international conference on image formation in x-ray computed tomography (The third international conference on image formation in x-ray computed tomography Salt Lake City, UT, USA 22-25.06.2014). 2014, S. 203-207.

Berger, Martin ; Maier, Andreas ; Xia, Yan ; Hornegger, Joachim ; Fahrig, Rebecca: Motion Compensated Fan-Beam CT by Enforcing Fourier Properties of the Sinogram. In: Noo, Frederic (Hrsg.) : Proceedings of the third international conference on image formation in x-ray computed tomography (The third international conference on image formation in x-ray computed tomography Salt Lake City, UT, USA 22-25.06.2014). 2014, S. 329-332.

Xia, Yan ; Bauer, Sebastian ; Maier, Andreas ; Berger, Martin ; Hornegger, Joachim: Patient-bounded Extrapolation for 3D Region of Interest Reconstruction in C-arm CT. In: Frederic Noo, University of Utah (Hrsg.) : Proceedings of the third international conference on image formation in x-ray computed tomography (The third international conference on image formation in x-ray computed tomography Salt Lake City, UT, USA 22-25.06.2014). 2014, S. 414-417.

Aichert, André ; Maass, Nicole ; Deuerling-Zheng, Yu ; Berger, Martin ; Manhart, Michael ; Hornegger, Joachim ; Maier, Andreas ; Doerfler, Arnd: Redundancies in X-ray images due to the epipolar geometry for transmission imaging. In: Noo, Frederic (Hrsg.) : Proceedings of the third international conference on image formation in x-ray computed tomography (The third international conference on image formation in x-ray computed tomography Salt Lake City, UT, USA 22-25.06.2014). 2014, S. 333-337.

Hoffmann, Mathis ; Würfl, Tobias ; Maaß, Nicole ; Dennerlein, Frank ; Aichert, André ; Maier, Andreas: Empirical Scatter Correction using the Epipolar Consistency Condition. In: Frederic Noo (Hrsg.) : Proceedings of the Fifth International Conference on Image Formation in X-Ray Computed Tomography (CT-Meeting) (Fifth International Conference on Image Formation in X-Ray Computed Tomography (CT-Meeting) Salt Lake City, USA 20.05.2018). 2018, S. 193-197.

Würfl, Tobias ; Maaß, Nicole ; Dennerlein, Frank ; Aichert, André ; Maier, Andreas: Physical Constraints for Beam Hardening Reduction using Polynomial Models. In: Frederic Noo (Hrsg.) : Proceedings of the Fifth International Conference on Image Formation in X-Ray Computed Tomography (CT-Meeting) (Fifth International Conference on Image Formation in X-Ray Computed Tomography (CT-Meeting) Salt Lake City, USA 20.05.2018). 2018, S. 356-359.

Unberath, Mathias ; Aichert, André ; Achenbach, Stephan ; Maier, Andreas: Consistency-based Respiratory Motion Estimation in Rotational Angiography. In: Medical Physics (2017)
[doi>10.1002/mp.12021]

Berger, Martin ; Xia, Yan ; Aichinger, Wolfgang ; Mentl, Katrin ; Unberath, Mathias ; Aichert, André ; Riess, Christian ; Hornegger, Joachim ; Fahrig, Rebecca ; Maier, Andreas: Motion Compensation for Cone-Beam CT Using Fourier Consistency Conditions. In: Physics in Medicine and Biology 62 (2017), Nr. 17, S. 7181-7215

Felsner, Lina ; Aichert, André ; Unberath, Mathias ; Maier, Andreas: Motion Estimation in Rotational Angiography with alpha–Expansion Moves. In: Lars R Furenlid (Hrsg.) : 2017 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (2017 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Atlanta 26.10). 2017, S. 1-3.

Aichert, André ; Breininger, Katharina ; Köhler, Thomas ; Maier, Andreas: Efficient Epipolar Consistency. In: Kachelrieß, Marc (Hrsg.) : Proceedings of the 4th CT Meeting (4th International Conference on Image Formation in X-Ray Computed Tomography Bamberg, Germany July 2016). 2016, S. 383-386. (Proceedings of the 4th CT Meeting)