Projekt

MMSys: Motion Management System

Neuartige Tiefensensor-Technologien ermöglichen es, dichte dreidimensionale Oberflächendaten in Echtzeit metrisch zu erfassen. Eine Vielzahl von medizinischen Anwendungen wird in Zukunft von Tiefensensoren profitieren. Der Fokus dieses Forschungsprojektes liegt auf der Anwendung von Tiefensensoren zur Verbesserung der Genauigkeit, der Sicherheit und des Workflows in der fraktionierten Strahlentherapie. In der fraktionierten Strahlentherapie wird der Tumor in mehreren Sitzungen bestrahlt. Die Bestrahlung erfolgt dabei nach einem Behandlungsplan, der auf Basis eines Planungs-Computertomogramms (CT) berechnet wurde. Um eine präzise Bestrahlung sicherzustellen, muss der onkologische Patient vor jeder Sitzung möglichst exakt auf die Referenzposition im Planungs-CT ausgerichtet werden. In diesem Projekt wird eine oberflächen-basierte Methode zur Patientenpositionierung entwickelt, die auf der multi-modalen Registrierung von Tiefensensor- mit CT-Daten basiert. Im Vergleich zu bestehenden Verfahren zur Patienten-Positionierung ist das Verfahren präzise, marker-los, nicht-invasiv, kontaktfrei und der Patient wird keiner zusätzlichen Strahlendosis ausgesetzt. Die Echtzeit-Bewegungsanalyse ist eine weitere vielversprechende Anwendung von Tiefensensoren in der Strahlentherapie. Wir entwickeln ein Bewegungs-Management-System zur Erfassung und Klassifikation eines mehrdimensionalen volumetrischen Atemsignals. Das System überwacht ausgewählte anatomische Regionen des Oberkörpers und bestimmt die aktuelle Phase innerhalb des menschlichen Atemzyklus.

Projektleitung:
Prof. Dr.-Ing. Joachim Hornegger

Beteiligte:
Dr.-Ing. Sebastian Bauer, Dipl.-Inf. Jakob Wasza

Stichwörter:
Time-of-Flight; ToF; Strahlentherapie; Onkologie; Patientenpositionierung; Atembewegung

Laufzeit: 1.11.2009 - 30.10.2012

Förderer:
Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Verkehr und Technologie
Siemens AG, Healthcare Sector
softgate GmbH, Erlangen

Mitwirkende Institutionen:
Lehrstuhl für Hardware-Software-Co-Design, Universität Erlangen-Nürnberg

Kontakt:
Bauer, Sebastian
E-Mail: sebastian.bauer@cs.fau.de

Publikationen

Bauer, Sebastian ; Berkels, Benjamin ; Hornegger, Joachim ; Rumpf, Martin: Joint ToF Image Denoising and Registration with a CT Surface in Radiation Therapy. In: Bruckstein, Alfred M. ; ter Haar Romeny, Bart ; Bronstein, Alex ; Bronstein, Michael (Hrsg.) : International Conference on Scale Space and Variational Methods in Computer Vision (SSVM) (International Conference on Scale Space and Variational Methods in Computer Vision (SSVM) Ein-Gedi, The Dead Sea, Israel 31.05.2011). Bd. 6667. 2011, S. 98-109.

Bauer, Sebastian ; Wasza, Jakob ; Haase, Sven ; Marosi, Natalia ; Hornegger, Joachim: Multi-modal Surface Registration for Markerless Initial Patient Setup in Radiation Therapy using Microsoft's Kinect Sensor. In: Fossati, Andrea ; Gall, Juergen ; Grabner, Helmut ; Ren, Xiaofeng ; Konolige, Kurt (Hrsg.) : IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV) Workshops (IEEE Workshop on Consumer Depth Cameras for Computer Vision (CDC4CV) Barcelona, Spain 12.11.2011). 2011, S. 1175-1181.

Wasza, Jakob ; Bauer, Sebastian ; Hornegger, Joachim: Real-time Preprocessing for Dense 3-D Range Imaging on the GPU: Defect Interpolation, Bilateral Temporal Averaging and Guided Filtering. In: Andrea Fossati ; Juergen Gall ; Helmut Grabner ; Xiaofeng Ren ; Kurt Konolige (Hrsg.) : IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV) Workshops (IEEE Workshop on Consumer Depth Cameras for Computer Vision (CDC4CV) Barcelona, Spain 11.12.2011). Barcelona, Spain : IEEE, 2011, S. 1221-1227.

Wasza, Jakob ; Bauer, Sebastian ; Haase, Sven ; Schmid, Moritz ; Reichert, Sebastian ; Hornegger, Joachim: RITK: The Range Imaging Toolkit - A Framework for 3-D Range Image Stream Processing. In: Eisert, Peter ; Hornegger, Joachim ; Polthier, Konrad (Hrsg.) : VMV 2011: Vision, Modeling & Visualization (VMV 2011: Vision, Modeling & Visualization Berlin, Germany 04.10.2011). 2011, S. 57-64. - ISBN 978-3-905673-85-2
[doi>10.2312/PE/VMV/VMV11/057-064]