Retrospektive Bewegungskompensation in Optischer Kohärenztomographie

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Joachim Hornegger
• Fachliche Zuordnung: Bild- und Sprachverarbeitung, Computergraphik und Visualisierung, Human Computer Interaction, Ubiquitous und Wearable Computing
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 213744097

Optische Kohärenztomographie (OCT) eröffnet die Möglichkeit nicht invasive, in vivo, mikrometergenaue 2D und 3D Bildgebung von streuendem Gewebe wie z.B. der Retina durchzuführen. 3D-OCT ermöglicht quantitative Messungen in der Augenheilkunde, die die Früherkennung und Behandlung von Augenkrankheiten, wie z.B. Glaukom und diabetischer Retinopathie ermöglichen. 3D-OCT Datensätze werden nicht sofortig aufgenommen, sondern aus vielen 1D axialen Scans, die innerhalb von wenigen Sekunden aufgenommen werden, zusammengesetzt. Daher enthalten die Datensätze Verzerrungen und Artefakte, die das Ergebnis der Bewegung des Auges während der Aufnahme sind. OCT Bilder enthalten auch Specklerauschen. Wir gehen diese Probleme an indem mehrere 3D Scans eines Bereiches verwendet werden, die retrospektiv miteinander zur Bewegungskorrektur registriert und kombiniert werden um Specklerauschen zu reduzieren. Wir verwenden die zeitliche Struktur des OCT Bildgebungsprozesses, die die erwartete Menge an Bewegung zwischen axialen Scans und daher die von der Bewegung verursachte Verzerrung bestimmt. OCT Bilder die mit verschiedenen Scanmustern aufgenommen wurden werden verwendet, um die Objektbewegung zu schätzen und zu kompensieren. Eine neuartige, softwarebasierte Registrierungsmethode, die auf der Optimierung einer globalen, problemspezifischen Gütefunktion basiert, die Bewegung in allen 3 Dimensionen korrigieren kann wird vorgeschlagen. In Kombination mit spezieller Nachverarbeitung zum Entrauschen und zur Bildkombination bietet dieser Ansatz großes Potential sowohl genauere Daten als auch bessere Bildqualität ohne die zusätzlichen Kosten und die Komplexität von hardwarebasierten Bewegungskorrekturmethoden zu erhalten. Die Fähigkeit die Retina akkurat und wiederholbar aufzunehmen wird es ermöglichen die genauere Früherkennung und Überwachung der Behandlung verbessern. Das Projekt transferiert Expertise in fortgeschrittener Registrierung und Bildverbesserung auf OCT Bildgebung und sieht vor neue Lösungen für grundsätzliche klinische Bedürfnisse zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Friedrich Eduard Kruse; Professor Dr. Christian Y Mardin