Mehltretter, Max (2014)
Optimierung einer 2D/3D Registrierungsmethodik für bildgestützte Eingriffe.
Technische Universität Darmstadt
Bachelorarbeit, Bibliographie
Kurzbeschreibung (Abstract)
In der modernen Medizin spielen bildgebende Verfahren eine immer größere Rolle. Sie helfen minimalinvasive Eingriffe zu ermöglichen, wodurch es zu einer Reduktion des daraus resultierenden Traumas für den Patienten kommt. Ein bereits häufig verwendetes Verfahren ist die 2D-3D-Registrierung. Es registriert ein präoperativ aufgenommenes 3D-Volumen mit einem intraoperativ gewonnen 2D-Bild. Das Resultat ist eine möglichst exakte Überlagerung beider Bilddaten und kann für verschiedene Anwendungszwecke verwendet werden. Neben der Erstellung eines Differenzbildes erlaubt es dem Operateur auch die Orientierung im drei dimensionalen Raum, obwohl ihm nur eine aktuelle 2D-Aufnahme vorliegt. Die hier vorgestellte Arbeit beschäftigt sich mit einer solchen Registrierungsmethodik, die speziell auf Bilddaten des Schädels Anwendung findet. Ein großer Teil, der entwickelten Verfahren bietet bereits die erforderliche Genauigkeit, benötigt dafür aber selbst auf leistungsstarker Hardware oftmals mehrere Minuten für die Registrierung eines einzelnen 2D-Bildes. Da während einer Operation jedoch immer aktuelle Bilddaten zur Verfügung stehen müssen, ist eine solche Laufzeit inakzeptabel und macht das Verfahren für die Praxis untauglich. Das Ziel dieser Arbeit ist es daher, das zu Grunde liegende Verfahren zu optimieren und die Laufzeit damit zu verkürzen. Zu diesem Zweck werden verschiedene Optimierungsansätze vorgestellt und analysiert. Neben der Untersuchung eines kombinierten Multi-Resolution- und Multi-Skalen-Ansatzes, liegt das Hauptaugenmerk auf der Portierung zeitintensiver Komponenten auf die GPU. Realisiert wird dies durch Anwendung der GPGPU-Lösung CUDA. Es wird gezeigt, dass damit eine massive Reduktion der Laufzeit möglich ist, ohne dass sich die Genauigkeit der Registrierung verschlechtert.
| Typ des Eintrags: | Bachelorarbeit |
|---|---|
| Erschienen: | 2014 |
| Autor(en): | Mehltretter, Max |
| Art des Eintrags: | Bibliographie |
| Titel: | Optimierung einer 2D/3D Registrierungsmethodik für bildgestützte Eingriffe |
| Sprache: | Deutsch |
| Publikationsjahr: | 2014 |
| Kurzbeschreibung (Abstract): | In der modernen Medizin spielen bildgebende Verfahren eine immer größere Rolle. Sie helfen minimalinvasive Eingriffe zu ermöglichen, wodurch es zu einer Reduktion des daraus resultierenden Traumas für den Patienten kommt. Ein bereits häufig verwendetes Verfahren ist die 2D-3D-Registrierung. Es registriert ein präoperativ aufgenommenes 3D-Volumen mit einem intraoperativ gewonnen 2D-Bild. Das Resultat ist eine möglichst exakte Überlagerung beider Bilddaten und kann für verschiedene Anwendungszwecke verwendet werden. Neben der Erstellung eines Differenzbildes erlaubt es dem Operateur auch die Orientierung im drei dimensionalen Raum, obwohl ihm nur eine aktuelle 2D-Aufnahme vorliegt. Die hier vorgestellte Arbeit beschäftigt sich mit einer solchen Registrierungsmethodik, die speziell auf Bilddaten des Schädels Anwendung findet. Ein großer Teil, der entwickelten Verfahren bietet bereits die erforderliche Genauigkeit, benötigt dafür aber selbst auf leistungsstarker Hardware oftmals mehrere Minuten für die Registrierung eines einzelnen 2D-Bildes. Da während einer Operation jedoch immer aktuelle Bilddaten zur Verfügung stehen müssen, ist eine solche Laufzeit inakzeptabel und macht das Verfahren für die Praxis untauglich. Das Ziel dieser Arbeit ist es daher, das zu Grunde liegende Verfahren zu optimieren und die Laufzeit damit zu verkürzen. Zu diesem Zweck werden verschiedene Optimierungsansätze vorgestellt und analysiert. Neben der Untersuchung eines kombinierten Multi-Resolution- und Multi-Skalen-Ansatzes, liegt das Hauptaugenmerk auf der Portierung zeitintensiver Komponenten auf die GPU. Realisiert wird dies durch Anwendung der GPGPU-Lösung CUDA. Es wird gezeigt, dass damit eine massive Reduktion der Laufzeit möglich ist, ohne dass sich die Genauigkeit der Registrierung verschlechtert. |
| Freie Schlagworte: | Forschungsgruppe Medical Computing (MECO), 2D/3D registration, Multiresolution, Optimization, GPU computing |
| Zusätzliche Informationen: | 50 S. |
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 20 Fachbereich Informatik 20 Fachbereich Informatik > Graphisch-Interaktive Systeme |
| Hinterlegungsdatum: | 12 Nov 2018 11:16 |
| Letzte Änderung: | 12 Nov 2018 11:16 |
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