Die Computertomographie (CT) ist in der Medizin als bildgebendes Verfahren für die Diagnose von Krankheiten und als Orientierungshilfe bei interventionellen Eingriffen unverzichtbar. Bei der CT werden die Projektionsbilder des Patienten in mehreren Winkeln aufgenommen, indem die Röntgenquelle und der Detektor um die zu behandelnde Person rotieren. Aus den aufgenommenen Projektionen werden mit Hilfe von Rekonstruktionsalgorithmen die Querschnittsbilder des/der Patienten/Patientin erstellt. Kegelstrahl-Computertomographen (CBCT), die mit Flachdetektoren ausgestattet sind, werden häufig für die interventionelle Bildgebung eingesetzt. Sie sind wertvoll für die Beurteilung des Ausmaßes von Blutungen nach einem Schlaganfall und von Verletzungen. Ihre Bildgebungsmöglichkeiten werden jedoch durch Artefakte eingeschränkt, die durch Strahlenhärtung und Streuung verursacht werden.
Am Forschungscampus STIMULATE erforscht das Team von Dr. Shiras Abdurahman neue Methoden und Algorithmen zur Reduzierung von Artefakten. Sie haben gezeigt, dass die Redundanz der überbestimmten Projektionsdaten für die Korrektur der Strahlenhärtung ausgenutzt werden kann, um die Qualität der CBCT-Bilder zu verbessern. Das Team von Herrn Abdurahman führte eine umfassende vergleichende Studie dreier bekannter mathematischer Redundanzformulierungen (Konsistenzbedingungen) durch, deren Ergebnisse in der renommierten Fachzeitschrift "IEEE Transactions on Radiation and Plasma Medical Sciences" veröffentlicht wurden. Die Ergebnisse werden für die Entwicklung neuartiger redundanzbasierter Algorithmen zur Artefaktkorrektur unter Verwendung geeigneter Konsistenzbedingungen von Nutzen sein.
(Januar 2023)
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New research study for the improvement of computed tomography
Computed tomography (CT) is essential for medicine as an imaging method for diagnosing diseases and guidance during interventional procedures. In CT, the projection images of the patient are acquired at multiple angles by rotating the X-ray source and the detector around the patient. The cross-sectional images of the patient are generated from the acquired projections using reconstruction algorithms. Cone-Beam Computed Tomography (CBCT) systems equipped with flat-panel detectors are widely used for interventional imaging. They are valuable for assessing the extent of bleeding after a stroke and injuries. However, their imaging capabilities are constrained by the presence of artifacts caused by beam hardening and scattering.
At the Research Campus STIMULATE, the team of Dr. Shiras Abdurahman is involved in researching novel methods and algorithms to reduce artifacts. They demonstrated that the redundancy of the over-determined projection data could be exploited for beam hardening correction to improve the quality of CBCT images. Mr. Abdurahman's team conducted a comprehensive comparative study of three prominent mathematical formulations of redundancy (consistency conditions), and the results have been published in the renowned journal "IEEE Transactions on Radiation and Plasma Medical Sciences". The results will be valuable for designing novel redundancy-based artifact correction algorithms utilizing the appropriate consistency conditions.
(January 2023)
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