Projektpraktikum

Projektpraktikum

AI-ReKo: 3D-Rekonstruktion aus medizinischen Bildern mittels neuronaler Netze

Inhalt und Zielsetzung

In der medizinischen Visualisierung treffen häufig verschiedene Bereiche der Computervisualistik zusammen, um Daten zu analysieren, zu verarbeiten und darzustellen. Für die menschliche Wahrnehmung ist es sinnvoll 2D Schichten aus einem CT oder MRT Datensatz dreidimensional zu visualisieren. Wichtig ist dabei die Größenverhältnisse der realen Körperteile millimetergetreu darzustellen, sodass die Visualisierung Diagnosen zuverlässig unterstützen kann. Durch indirektes Volumenrendering, wie dem Marching Cubes Algorithmus, können aus solchen Schichtbildern 3D Oberflächenmodelle deterministisch berechnet werden. Jedoch gibt es neue und vielversprechende Ansätze zur automatisierten Rekonstruktion durch Neuronale Netze, die u.U präziser sein können. Neuronale Netze haben eine hohe Kapazität, komplexe Beziehungen und Muster in den Daten zu erlernen, was ihnen ermöglicht, mehr Informationen aus den Eingangsdaten zu extrahieren. Die Qualität hängt jedoch stark von den Trainingsdaten ab und von der Netzwerkarchitektur.

Ziel dieses Projektpraktikums ist es aus 2D Schichtbildern eines CTs oder MRTs mit Hilfe eines Neuronalen Netzes automatisiert eine 3D Rekonstruktion biologischer Strukturen umzusetzen. Dazu bieten sich sowohl Organe wie das Herz, das Gehirn oder die Lunge an als auch Knochenstrukturen wie die Wirbelsäule. Dazu soll eine bereits etablierte Architektur für medizinische Bildverarbeitung, wie CNNs oder U-Net verwendet werden im Zusammenhang mit den Frameworks Tensorflow oder PyTorch.


Organisatorisches

Materialien

  • Einstiegsfolien: hier

Anmeldung

Zur Anmeldung ist die Anwesenheit beim Vortreffen nicht notwendig. Wer teilnehmen möchte, schickt bitte bis zum 09.08.2023 (23:59 Uhr) eine E-Mail an Katharina Krämer (kkraemer@uni-koblenz.de) mit Betreff [Projektpraktikum WiSe 23/24] Anmeldung. In der Mail gebt ihr bitte die folgenden Daten an:

  • Name

  • Matrikelnummer

  • Vorraussichtliche Anzahl an Semestern bis zum Abschluss (gerechnet ab und inklusive WiSe 23/24)

Die Plätze werden nach diesem Termin unter allen per Mail Angemeldeten vergeben.

Prüfungsleistung

Um die 10 ECTS zu diesem Praktikum zu erwerben, sind folgende Voraussetzungen erforderlich:

  • Aktive und kontinuierliche Mitarbeit in allen Phasen des Projektes

  • Ein funktionsfähiges und gut dokumentiertes Projektergebnis

  • Jeder Teilnehmer erhält eine individuelle Note

Literatur