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

verfasst von

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

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.

Organisationseinheit(en)

Institut für Mechatronische Systeme

Externe Organisation(en)

Medizinische Hochschule Hannover (MHH)
Exzellenzcluster Hearing4all
Vanderbilt University
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU Erlangen-Nürnberg)
NIFE- Niedersächsisches Zentrum für Biomedizintechnik, Implantatforschung und Entwicklung

Typ

Aufsatz in Konferenzband

Publikationsdatum

2011

Publikationsstatus

Veröffentlicht

Peer-reviewed

Ja