Zusammenfassung
Ein zentrales Problem in der bildgestützten, navigierten Chirurgie ist die exakte Registrierung präoperativer CT/MR-Daten im Koordinatensystem des Operationssaales. Um die Nachteile einer landmarkenbasierten Registrierung zu umgehen, dient bei unserem Ansatz 3-dimensionaler, intraoperativer Ultraschall zur Registrierung. Ein automatischer Registrieralgorithmus leistet die Abbildung der Knochenstrukturen aus einem präoperativen CT in den Ultraschalldatensatz. Gegenstand unserer Untersuchungen ist die Umsetzung der Registrierung, die Robustheit des Registrieralgorithmus und die intraoperativ benötigte Rechenzeit. Das Zielgebiet ist exemplarisch die Lendenwirbelsäule; die Datensätze stammen von einem Phantom mit 3 Plastikwirbeln und von einem Patienten.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Preview
Unable to display preview. Download preview PDF.
Similar content being viewed by others
Literaturverzeichnis
Pluim JPW, Fitzpatrick JM. Image registration. IEEE Trans Med Imaging 2003;8(22):1341–1343.
Ault T, Siegel MW. Frameless patient registration using ultrasonic imaging: A preliminary study. J Image Guid Surg 1995;1:94–102.
Amin DV, Kanade T, III AMDiGioia, Jaramaz B, Moody JE, Nikou C, et al. Minimally Invasive Registration Techniques for Surgical Navigation using Intraoperative Ultrasound. In: Procs CAOS; 2002. p. 103–105.
Carrat L, Tonetti J, Merloz P, Troccaz J. Percutaneous Computer Assisted Iliosacral Screwing: Clinical Validation. In: Procs MICCAI; 2000. p. 1229–1237.
Ioppolo J, Kowal J, Nolte LP. Ultrasonic Registration Techniques. In: Procs CAOS; 2002. p. 295.
Brendel B, Winter S, Rick A, Stockheim M, Schmieder K, Ermert H. Registration of 3D CT-and ultrasound-datasets of the spine using bone structures. Comput Aided Surg 2002;7:146–155.
Winter S, Brendel B, Rick A, Stockheim M, Schmieder K, Ermert H. Registration of bone surfaces, extracted from CT-datasets, with 3D-ultrasound. Biomed Tech (Berl) 2002;47(1):57–60.
Maintz JBA, Viergever MA. A survey of medical image registration. Medical Image Analysis 1998;2(1):1–36.
Rouet JM, Jacq JJ, Roux C. Genetic algorithms for a robust 3-D MR-CT registration. IEEE Trans Inf Technol Biomed 2000;4(2):126–136.
Kagadis GC, Delibasis KK, Matsopoulos GK, et al. A comparative study of surface-and volume-based techniques for the automatic registration between CT and SPECT brain images. Medical Physics 2002;29(2):201–13.
Wachowiak MP, Smolíkova R, Zheng Y, Zurada JM, Elmaghraby AS. An Approach to Multimodal Biomedical Image Registration Utilizing Particle Swarm Optimization. IEEE Trans Evol Comput 2004;8(3):289–301.
Winter S, Brendel B, Illerhaus B, Al-Amin A, Ermert H, Schmieder K. Parametrisierung evolutionärer Strategien für die Registrierung von Wirbelknochen in Ultraschall und CT-Daten. In: Procs BVM; 2004. p. 304–308.
Brendel B, Winter S, Ermert H. In vivo Evaluierung und In vitro Genauigkeitsmessung für einen Algorithmus zur Registrierung von Ultraschall-und CTDatensätzen. In: Procs BVM; 2005.
Press WH, Teukolsky SA, Vetterling WT, Flannery BP. Numerical Recipes in C. Cambridge University Press; 1995.
Riedmiller M. Advanced supervised learning in multi-layer perceptrons-from backpropagation to adaptive learning algorithms. Computer Standards and Interfaces 1994;p. 265–278.
Igel C, Hüsken M. Empirical Evaluation of the Improved Rprop Learning Algorithm. Neurocomputing 2003;50(C):105–123.
Hansen N, Ostermeier A. Completely Derandomized Self-Adaptation in Evolution Strategies. Evol Comput 2001;9(2):159–195.
Hansen N, Kern S. Evaluating the CMA Evolution Strategy on Multimodal Test Functions. In: Yao Xin, et al, editors. Parallel Problem Solving from Nature (PPSN VIII). vol. 3242 of LNCS. Springer; 2004. p. 282–291.
Author information
Authors and Affiliations
Consortia
Editor information
Editors and Affiliations
Rights and permissions
Copyright information
© 2005 Springer-Verlag Berlin Heidelberg
About this paper
Cite this paper
Winter, S., Brendel, B., Igel, C., Kompetenzzentrum Medizintechnik Ruhr (KMR) Bochum. (2005). Registrierung von Knochen in 3D-Ultraschall- und CT-Daten: Vergleich verschiedener Optimierungsverfahren. In: Meinzer, HP., Handels, H., Horsch, A., Tolxdorff, T. (eds) Bildverarbeitung für die Medizin 2005. Informatik aktuell. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/3-540-26431-0_71
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/3-540-26431-0_71
Publisher Name: Springer, Berlin, Heidelberg
Print ISBN: 978-3-540-25052-4
Online ISBN: 978-3-540-26431-6
eBook Packages: Computer Science and Engineering (German Language)