Angiographic imaging is a widely used monitoring tool for minimally invasive vascular treatment and pathology access. Especially in deforming abdominal areas, the registration of pre- and intraoperative image data is still an unsolved problem, but important in several aspects. In particular, treatment time and radiation exposure to patient and physician can be significantly reduced with the resulting 2D-3D data fusion. The focus of this work is to provide methods for the registration of 2D vascular images acquired by a stationary C-arm to preoperative 3D angiographic Computed Tomography (CT) volumes, in order to improve the workflow of catheterized liver tumor treatments. Fast and robust vessel segmentation techniques are used to prepare the necessary graph data structures for a successful alignment. Here, we introduce restricted correspondence selection and iterative feature space correction to drive the proposed rigid-body algorithms to global and accurate solutions. Moreover, it is shown for the first time that the assignment of natural constraints on vessel structures allows for a successful recovery of a 3D non-rigid transformation despite a single-view scenario. Based on these results, novel volumetric visualization and roadmapping techniques are developed in order to resolve interventional problems of reduced depth perception, blind navigation, and motion blur.     «

Angiographic imaging is a widely used monitoring tool for minimally invasive vascular treatment and pathology access. Especially in deforming abdominal areas, the registration of pre- and intraoperative image data is still an unsolved problem, but important in several aspects. In particular, treatment time and radiation exposure to patient and physician can be significantly reduced with the resulting 2D-3D data fusion. The focus of this work is to provide methods for the registration of 2D...     »

Angiographische Bildgebung ist ein weitverbreitetes Verfahren zur Überwachung minimal-invasiver Gefäßbehandlungen. Vor allem in deformierbaren Bereichen des Abdomens stellt die Registrierung von prä- und intraoperativen Bilddaten noch immer ein ungelöstes Problem dar. Sie birgt jedoch einen großen Zugewinn, da durch die daraus resultierende Bildfusion insbesondere die Behandlungszeit und die Strahlungsbelastung sowohl für den Patienten als auch für den behandelnden Arzt reduziert werden können. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf der Entwicklung von Methoden zur Registrierung von 2D Vaskulärbildern, die mittels eines stationären C-Bogens aufgenommen werden, zu präoperativen 3D CT Angiographievolumen. Dadurch soll der Arbeitsablauf von Kathetereingriffen zur Behandlung von Lebertumoren verbessert werden. Schnelle und robuste Gefäßsegmentierungstechniken werden angewandt, um die zur Registrierung notwendigen Graphenstrukturen vorzubereiten. Eine restriktive Korrespondenzauswahl sowie iterative Korrekturen eines Merkmalsraumes werden vorgestellt. Diese Techniken sind notwendig, um die in dieser Arbeit entwickelten rigiden Registrieralgorithmen zu globalen und akkuraten Lösungen konvergieren zu lassen. Darüber hinaus wird gezeigt, dass eine nichtrigide 3D Transformation unter der Verwendung nur eines einzelnen Blickwinkels berechnet werden kann, indem natürliche Beschränkungen auf die Bewegung von Gefäßen mathematisch formuliert und eingesetzt werden. Basierend auf diesen Registrierungsergebnissen werden neue volumetrische Visualisierungsverfahren sowie “Roadmapping” Techniken entwickelt, um Interventionsprobleme wie verminderte Tiefenwahrnehmung, blinde Katheternavigation, und Bewegunsverzeichnungen zu lösen.     «

Angiographische Bildgebung ist ein weitverbreitetes Verfahren zur Überwachung minimal-invasiver Gefäßbehandlungen. Vor allem in deformierbaren Bereichen des Abdomens stellt die Registrierung von prä- und intraoperativen Bilddaten noch immer ein ungelöstes Problem dar. Sie birgt jedoch einen großen Zugewinn, da durch die daraus resultierende Bildfusion insbesondere die Behandlungszeit und die Strahlungsbelastung sowohl für den Patienten als auch für den behandelnden Arzt reduziert werden kö...     »