C-Bogen-Bildgebung mit wenigen willkürlichen Projektionen

Im Rahmen von Eingriffen - insbesondere im Bereich der Orthopädie - müssen häufig CT-Scans durchgeführt werden, um die Position eines Instruments oder Veränderungen der Position eines Patienten zu verfolgen und zu kontrollieren, wobei sich letztere typischerweise auf einen Vorschub des Instruments oder eine leichte Verschiebung des Körpers der Person beschränken.

In Anbetracht der medizinischen Relevanz nur der Lageveränderung der Knochenstrukturen können die erforderlichen Informationen mit nur wenigen geeigneten Projektionen erfasst werden.
Darüber hinaus und zusätzlich zu einem vorherigen CT-Scan des Körpers ist die genaue Geometrie des verwendeten Instruments bekannt und kann als A-priori-Information verwendet werden.

In diesem Teilprojekt sollen Methoden entwickelt werden, um wenige, neu aufgenommene Projektionen (ggf. über einen begrenzten Winkelbereich generiert) in einen Satz bereits vorhandener Projektionen einzubetten bzw. zu ergänzen, um eine vollständige und qualitativ hochwertige Rekonstruktion der aktuellen Szene zu erhalten. Weiterhin sollen Einsatzszenarien für ein robotergestütztes Bildgebungssystem zur zentralen Unterstützung des Verfahrens adressiert werden. Dabei soll der Roboter automatisch sein chirurgisches Werkzeug gegen einen Röntgendetektor austauschen, ein paar Projektionen aufnehmen und anschließend seine chirurgische Hauptaufgabe fortsetzen.

C-arm imaging with few arbitrary projections

Within the scope of interventions - particularly in the field of orthopedics - CT scans often have to be performed to track and control the position of an instrument or changes of a patient's position, the latter being typically restricted to a feed of the instrument or a slight displacement of the person's body.

Given the medical relevance of only the change in position of the bone structures, necessary information might be captured by just a few suitable projections.
Moreover and additionally to a prior CT scan of the body, the exact geometry of the applied instrument is well-known and may be used as a priori information.

This sub-project aims at developing methods to embed a few, newly acquired projections (potentially generated via a limited angle range) into or to respectively complement a set of already existing ones in order to obtain a complete and high-quality reconstruction of the current scene. Furthermore, usage scenarios for a robot-assisted imaging system applied to centrally support the procedure are to be addressed. In doing so, the robot is supposed to automatically exchange its surgical tool for an X-ray detector, to acquire a few projections, and to subseqeuntly continue its surgical main task.