Visualisierung von Daten der Diffusions-Propagator-Bildgebung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Schultz
• Fachliche Zuordnung: Bild- und Sprachverarbeitung, Computergraphik und Visualisierung, Human Computer Interaction, Ubiquitous und Wearable Computing
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 422414649

Varianten der diffusionsgewichteten Magnetresonanztomographie sind zur Bildgebung der weißen Substanz des Gehirns in Forschung und Klinik fest etabliert. Aufgrund technischer Fortschritte wird die Diffusion hierbei in den letzten Jahren vermehrt nicht mehr nur mit hoher Winkelauflösung ("High Angular Resolution Diffusion Imaging"), sondern zusätzlich mit unterschiedlich starker Diffusionsgewichtung gemessen. Aus solchen Daten lassen sich Felder dreidimensionaler Diffusions-Propagatoren schätzen, die zusätzliche Information über die Mikrostruktur des Gewebes enthalten, für deren Visualisierung es bislang jedoch kaum Ansätze gibt. Im Rahmen dieses Projekts legen wir zunächst durch eine effiziente Repräsentation solcher Daten die Grundlage für ihre interaktive Visualisierung. Darauf aufbauend entwerfen und implementieren wir geeignete Visualisierungstechniken auf mehreren Skalen: Von lokaler Information (Glyphen) über einzelne anatomische Strukturen (Traktographie) bis hin zu globalen Strukturen (Volumen-Rendering). Diese sind von erfolgreichen Techniken der Diffusions-Tensor-Visualisierung inspiriert, die zusätzliche radiale und die hohe Winkelauflösung der Diffusions-Propagatoren erfordern jedoch substanzielle Erweiterungen. Besondere Aufmerksamkeit widmen wir zudem der Berücksichtigung von Unsicherheit (speziell der bislang nur wenig beachteten Modell-Unsicherheit) und der Nutzbarkeit unserer Techniken zur vergleichenden Visualisierung mehrerer Datensätze. Gemeinsam mit einem Kollaborationspartner werden wir unsere Visualisierungsverfahren auch auf klinischen Datensätzen erproben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Kooperationspartner: Professor Dr. Samuel Gröschel