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Mathematische Analyse von Projektionsproblematiken auf intra-oralen zahnärztlichen Röntgenaufnahmen und Entwicklung neuer Methoden zur Optimierung der quantitativen Röntgenbildauswertung

Laufzeit: 01.01.2002 - 31.12.2010

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Kurzfassung


Intra-orale Röntgenaufnahmen in der Zahnmedizin unterliegen, bedingt durch die anatomischen Gegebenheiten und die erschwerte Zugangsmöglichkeit, einer sehr veränderlichen Projektionsgeometrie, d. h. einer nicht näher bestimmten räumlichen Relation von Fokus, Objekt und Bildauffangebene zum Zeitpunkt der Exposition. Dies führt zu Vergrößerungen und Verzerrungen, was vor allem bei der wissenschaftlichen Auswertung Probleme induziert. Ziel des Projektes ist die quantitative und qualitative...Intra-orale Röntgenaufnahmen in der Zahnmedizin unterliegen, bedingt durch die anatomischen Gegebenheiten und die erschwerte Zugangsmöglichkeit, einer sehr veränderlichen Projektionsgeometrie, d. h. einer nicht näher bestimmten räumlichen Relation von Fokus, Objekt und Bildauffangebene zum Zeitpunkt der Exposition. Dies führt zu Vergrößerungen und Verzerrungen, was vor allem bei der wissenschaftlichen Auswertung Probleme induziert. Ziel des Projektes ist die quantitative und qualitative Analyse der jeweilig zugrunde liegenden Projektionsparameter sowie die Entwicklung neuer Lösungen zur a posteriori Korrektur digitaler oder digitalisierter Aufnahmen. Hierzu wurde eine referenzbasierte Methode (Reference Sphere Method: RSM, Patentanmeldung s. u.) entwickelt, die eine bis dato nicht vorhandene Möglichkeit bietet, quantitative Informationen über die tatsächlich der Aufnahme zugrunde liegende Projektionsgeometrie durch Bildanalyse zu erhalten. RSM ermöglicht die Reduktion der in einem arbiträren Projektionssystem möglichen 11 bildrelevanten Freiheitsgrade auf nur mehr einen einzigen. Dies kann über entsprechende Software vielfältig z. B. zur Verzerrungskorrektur oder für die digitale Subtraktionsradiographie verwendet werden. Innerhalb einer Dissertation (Dr. D. Brüllmann) wurde eine Software entwickelt, welche die automatische Bildmerkmalserkennung von 3 x 4 cm großen intraoralen Röntgenaufnahmen ermöglicht und die automatisierte Anwendung des RSM-Algorithmus gewährleistet. Es wurde zusätzlich ein Algorithmus ebenfalls auf der Basis analytischer Geometrie entwickelt, mit welchem die Berechnung der 3D Lokalisation eines zylinderförmigen dentalen Implantates bekannten Durchmessers innerhalb einer für zahnärztliche Röntgenaufnahmen typischen Halter-(C-Arm-)Geometrie möglich ist. Durch die Reduktion von sechs auf einen verbleibenden Freiheitsgrad innerhalb einer solchen C-Arm-Geometrie lässt sich dieser Algorithmus ebenfalls zur Bildregistrierung einsetzen. Mittelfristig soll er ebenfalls Software-implemetiert werden.
Derzeit läuft ein neues Projekt, in welchem ein Prototyp eines bereits theoretisch erarbeiteten, neuartigen Sensorhalter zur automatisierten Korrektur von durch Schräprojektion entstandener Verzerrungen entwickelt wird.
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