2D-3D Registrierung von Gefäßbildern – Ein Beitrag zur Realisierung von 3D-gestützten Katheterinterventionen

Abstract

Die 2D-3D Registrierung von Gefäßbilddaten stellt ein zentrales Problem von computergestützten medizinischen Eingriffen dar. Insbesondere in Unterleibsregionen wird diese Aufgabe zusätzlich durch Atmungsverzeichnungen erschwert, die eine Deformation der Anatomie des Patienten verursachen. In diesem Beitrag werden folgende grundlegende Neuerungen behandelt: Zum einen wird ein Verfahren vorgestellt, das die globale Stellung eines präoperativ akquirierten 3D Patientenvolumens zu einem 2D Angiogramm (Gefäßröntgenbildes) robust schätzt. Diese Methode passt sich den unterschiedlichen Gefäßdarstellungen in 2D und 3D iterativ an und ermöglicht somit eine sehr robuste rigide Registrierung in deformierter Anatomie verglichen zu Algorithmen aus der Literatur. Zum anderen wird zum ersten Mal gezeigt, dass eine deformierbare Registrierung von 3D Gefäßen zu nur einem Projektionsbild möglich ist. Hierfür wird der Raum möglicher Transformationen durch physikalisch sinnvolle Vorgaben so eingeschränkt, dass selbst Aussagen in Projektionsrichtung getroffen werden können. Durch Evaluationen auf synthetischen und Patientendatensätzen wird die praktische Anwendbarkeit der vorgestellten Verfahren veranschaulicht.