Verbesserung der Genauigkeit der intraoperativen Navigation durch die multimodale Registrierung von flächen-basierten Volumen CT und OCT Daten

Research output: Chapter in book/report/conference proceedingConference contributionResearchpeer review

Authors

  • Omid Majdani
  • Jesús Díaz Díaz
  • F. Eckardt
  • Thomas Lenarz
  • Thomas S. Rau
  • Tobias Ortmaier

Research Organisations

External Research Organisations

  • Hannover Medical School (MHH)
  • Cluster of Excellence Hearing4all
  • Vanderbilt University
  • Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU Erlangen-Nürnberg)
  • NIFE - Lower Saxony Centre for Biomedical Engineering, Implant Research and Development
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Details

Original languageGerman
Title of host publicationTagungsband der 82. Jahresversammlung der Deutschen Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie e.V. (DGHNOKHC)
Place of PublicationFreiburg, Germany
Publication statusPublished - 2011

Abstract

Einleitung: Die Genauigkeit der intraoperativen Navigationssysteme ist nach dem heutigen Stand für den intraoperativen Einsatz im Bereich der Schädelbasischirurgie nicht ausreichend. Eine Verbesserung der Genauigkeit kann über Nutzung von hoch aufgelösten Bilddaten sowie Optimierung der Methoden für Kalibrierung und Registrierung erzielt werden. Durch den Einsatz einer mehrskaligen Bildregistrierung von optischer Kohärenztomographie (OCT) sowie FdVCT Daten versuchen wir in diesem Projekt, eine Verbesserung der Genauigkeit zu erzielen.

Material und Methoden: Die FdVCT Bildgebung wurde mit einer Bildauflösung von (0,148 mm)³ durchgeführt. Die OCT Bildgebung erfolgt mit einem TimeDomain OCT mit einer räumlichen Auflösung von 8,3 µm x 6,3 µm x 25 µm. Zur Vorbereitung des Registrierungsprozesses wurde zunächst der Referenzdatensatz vorverarbeitet. Anschließend wurden OCT Daten transformiert, interpoliert und über ein Ähnlichkeitsmaß (Mutual-Information-Verfahren) eine Registration mit dem VCT Datensatz vorgenommen.

Ergebnisse: Der vorgestellte Algorithmus wurde an einem anatomischen Felsenebeinpräparat angewandt. Die Grobregistrierung erfolgte anhand von künstlichen Landmarken und lieferte die Startparameter für die Registration. Die Genauigkeitsschätzung der Grobregistrierung wurde mit ±2 mm in jeder translatorischen und mit ± 2° in jeder rotatorischen Komponente bestimmt.

Diskussion: Die Grundzüge einer multimodalen Registrierung von zwei verschiedenen Bilddatenformaten wurden hier dargestellt. Das Verfahren bedarf weiterer Optimierung, bevor ein klinischer Einsatz erwogen werden kann.

Cite this

Verbesserung der Genauigkeit der intraoperativen Navigation durch die multimodale Registrierung von flächen-basierten Volumen CT und OCT Daten. / Majdani, Omid; Díaz, Jesús Díaz; Eckardt, F. et al.
Tagungsband der 82. Jahresversammlung der Deutschen Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie e.V. (DGHNOKHC). Freiburg, Germany, 2011.

Research output: Chapter in book/report/conference proceedingConference contributionResearchpeer review

Majdani, O, Díaz, JD, Eckardt, F, Lenarz, T, Rau, TS & Ortmaier, T 2011, Verbesserung der Genauigkeit der intraoperativen Navigation durch die multimodale Registrierung von flächen-basierten Volumen CT und OCT Daten. in Tagungsband der 82. Jahresversammlung der Deutschen Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie e.V. (DGHNOKHC). Freiburg, Germany.
Majdani, O., Díaz, J. D., Eckardt, F., Lenarz, T., Rau, T. S., & Ortmaier, T. (2011). Verbesserung der Genauigkeit der intraoperativen Navigation durch die multimodale Registrierung von flächen-basierten Volumen CT und OCT Daten. In Tagungsband der 82. Jahresversammlung der Deutschen Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie e.V. (DGHNOKHC)
Majdani O, Díaz JD, Eckardt F, Lenarz T, Rau TS, Ortmaier T. Verbesserung der Genauigkeit der intraoperativen Navigation durch die multimodale Registrierung von flächen-basierten Volumen CT und OCT Daten. In Tagungsband der 82. Jahresversammlung der Deutschen Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie e.V. (DGHNOKHC). Freiburg, Germany. 2011
Majdani, Omid ; Díaz, Jesús Díaz ; Eckardt, F. et al. / Verbesserung der Genauigkeit der intraoperativen Navigation durch die multimodale Registrierung von flächen-basierten Volumen CT und OCT Daten. Tagungsband der 82. Jahresversammlung der Deutschen Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie e.V. (DGHNOKHC). Freiburg, Germany, 2011.
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TY - GEN

T1 - Verbesserung der Genauigkeit der intraoperativen Navigation durch die multimodale Registrierung von flächen-basierten Volumen CT und OCT Daten

AU - Majdani, Omid

AU - Díaz, Jesús Díaz

AU - Eckardt, F.

AU - Lenarz, Thomas

AU - Rau, Thomas S.

AU - Ortmaier, Tobias

PY - 2011

Y1 - 2011

N2 - Einleitung: Die Genauigkeit der intraoperativen Navigationssysteme ist nach dem heutigen Stand für den intraoperativen Einsatz im Bereich der Schädelbasischirurgie nicht ausreichend. Eine Verbesserung der Genauigkeit kann über Nutzung von hoch aufgelösten Bilddaten sowie Optimierung der Methoden für Kalibrierung und Registrierung erzielt werden. Durch den Einsatz einer mehrskaligen Bildregistrierung von optischer Kohärenztomographie (OCT) sowie FdVCT Daten versuchen wir in diesem Projekt, eine Verbesserung der Genauigkeit zu erzielen.Material und Methoden: Die FdVCT Bildgebung wurde mit einer Bildauflösung von (0,148 mm)³ durchgeführt. Die OCT Bildgebung erfolgt mit einem TimeDomain OCT mit einer räumlichen Auflösung von 8,3 µm x 6,3 µm x 25 µm. Zur Vorbereitung des Registrierungsprozesses wurde zunächst der Referenzdatensatz vorverarbeitet. Anschließend wurden OCT Daten transformiert, interpoliert und über ein Ähnlichkeitsmaß (Mutual-Information-Verfahren) eine Registration mit dem VCT Datensatz vorgenommen.Ergebnisse: Der vorgestellte Algorithmus wurde an einem anatomischen Felsenebeinpräparat angewandt. Die Grobregistrierung erfolgte anhand von künstlichen Landmarken und lieferte die Startparameter für die Registration. Die Genauigkeitsschätzung der Grobregistrierung wurde mit ±2 mm in jeder translatorischen und mit ± 2° in jeder rotatorischen Komponente bestimmt.Diskussion: Die Grundzüge einer multimodalen Registrierung von zwei verschiedenen Bilddatenformaten wurden hier dargestellt. Das Verfahren bedarf weiterer Optimierung, bevor ein klinischer Einsatz erwogen werden kann.

AB - Einleitung: Die Genauigkeit der intraoperativen Navigationssysteme ist nach dem heutigen Stand für den intraoperativen Einsatz im Bereich der Schädelbasischirurgie nicht ausreichend. Eine Verbesserung der Genauigkeit kann über Nutzung von hoch aufgelösten Bilddaten sowie Optimierung der Methoden für Kalibrierung und Registrierung erzielt werden. Durch den Einsatz einer mehrskaligen Bildregistrierung von optischer Kohärenztomographie (OCT) sowie FdVCT Daten versuchen wir in diesem Projekt, eine Verbesserung der Genauigkeit zu erzielen.Material und Methoden: Die FdVCT Bildgebung wurde mit einer Bildauflösung von (0,148 mm)³ durchgeführt. Die OCT Bildgebung erfolgt mit einem TimeDomain OCT mit einer räumlichen Auflösung von 8,3 µm x 6,3 µm x 25 µm. Zur Vorbereitung des Registrierungsprozesses wurde zunächst der Referenzdatensatz vorverarbeitet. Anschließend wurden OCT Daten transformiert, interpoliert und über ein Ähnlichkeitsmaß (Mutual-Information-Verfahren) eine Registration mit dem VCT Datensatz vorgenommen.Ergebnisse: Der vorgestellte Algorithmus wurde an einem anatomischen Felsenebeinpräparat angewandt. Die Grobregistrierung erfolgte anhand von künstlichen Landmarken und lieferte die Startparameter für die Registration. Die Genauigkeitsschätzung der Grobregistrierung wurde mit ±2 mm in jeder translatorischen und mit ± 2° in jeder rotatorischen Komponente bestimmt.Diskussion: Die Grundzüge einer multimodalen Registrierung von zwei verschiedenen Bilddatenformaten wurden hier dargestellt. Das Verfahren bedarf weiterer Optimierung, bevor ein klinischer Einsatz erwogen werden kann.

M3 - Aufsatz in Konferenzband

BT - Tagungsband der 82. Jahresversammlung der Deutschen Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie e.V. (DGHNOKHC)

CY - Freiburg, Germany

ER -