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IZKF-Projekt F-23

Projekttitel:

Verfolgung von Organbewegung. Erkennen von Lage und Form anatomischer Strukturen

Projektleiter:

PD Dr. Sauer

Strahlentherapie

Prof. Dr. Helmke

Institut für Mathematik

Laufzeit:

01.01.2007 - 31.12.2008

Abstract:

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung stabiler, robuster Verfahren zur nicht-igiden Echtzeit-Registrierung medizinischer Bilddaten, welche die Verfolgung anatomischer Strukturen ermöglichen. Die Echtzeit-Verfolgung anatomischer Strukturen findet in der strahlentherapeutischen Praxis zahlreiche Anwendungen, unter anderem zur Ermittlung inter- und intrafraktioneller Tumorbewegungen. Die dazu nötige Konturierung von Tumoren und umliegenden Organen für die Bestrahlungsplanung wird heutzutage weitgehend manuell realisiert. Vor einerBestrahlung müssen dabei in möglichst kurzer Zeit die aktuellen Positionen der Organe bestimmt werden. Dies kann bei manueller Ausführung der Registrierung zu erheblichen zeitlichen Engpässen führen. Darüber hinaus erzeugen moderne, bildgebende 4D Verfahren derart große Datenmengen, um Bewegungsmuster von Tumoren, die z.B. durch Atmung und Herzschlag hervorgerufen werden, zu erkennen, dass künftig effiziente, automatisierteRegistrierungsverfahren dringend benötigt werden. Derzeit sind in der adaptiven Strahlentherapie keine in Echtzeit funktionierende, automatisierte und robuste Registrierungsverfahren bekannt. Die Entwicklung solcher ist Gegenstand des Projekts. Neue mathematische Methoden der nichtlinearen Optimierung auf differenzierbaren Mannigfaltigkeiten, die schon erfolgreich auf verwandte Probleme im Bereich Computer Vision angewendet wurden, sollen zur Entwicklung nicht-rigider Registrierungsverfahren eingesetzt werden. Ziel ist es, den Arzt so von mühevollen Kalibrierungsaufgaben in der strahlentherapeutischen Praxis zu entlasten.