Képfeldolgozás és képfúzió a hibrid technikában Képfúzió vagy képregisztráció? Regisztráció: annak a térbeli transzformációnak a meghatározása, amelyik segítségével két kép anatómiai illesztése megoldható Mintavételezés / transzformáció: a regisztrációval meghatározott transzformáció alkalmazása Fúzió: a regisztrált képek e matematika matematika Tóth Gyula A regisztrációs feladat, MRI-PET A regisztrációs feladat (?) PET/CT esetében MRI leképezés CT leképezés REGISZTRÁCIÓ A regisztrációs feladat (?) PET/CT esetében CT leképezés Komputergrafika Elnyelésés szórás korrekció REGISZTRÁCIÓ Elmozduláskorrekció A hibrid eszközök (PET/CT, SPECT/CT, PET/MR) esetében a regisztrációs feladat megoldása része a leképezésnek, mert az elnyelés- és szórás-korrekciós algoritmusok csak regisztrált on használhatók 1
Speciális elmozdulás korrekció PET/CT esetében: kapuzott vizsgálatok alkalmazása Regisztrációs feladatok az orvosi képfeldolgozás területén mit, mivel? hogyan? miért? Mit, mivel regisztrálgatunk? MRI (T1, T2, fmri, DWI, MRS, ) CT SPECT PET UH EEG Digitalizált agyatlasz-technika ai Autóradiográfiás metszetek Videó Hogyan oldható meg a regisztrációs feladat? Ki kell választani a referencia ot El kell dönteni, milyen típusú transzformációra van szükség Ki kell választani az illesztés módszerét A kiválasztott módszerrel meg kell határozni a keresett transzformációt Alkalmazni kell a meghatározott transzformációt Referencia : idegsebészet, neurológia Referencia : sugárterápia, sugársebészet 3D T1-súlyozott MRI Koponya-CT + keret 2
Canonical targets Referencia : digitális agyatlasz-technika A transzformáció típusa : 3D lineáris transzformáció 3 vagy 6 paraméteres transzformáció merevtest transzformáció Eltolás Forgatás 9 vagy 12 paraméteres affin transzformáció Nyújtás Nyírás mni305 icbm152 child175 colin27 www.bic.mni.mcgill.ca/icbmview 13 Illesztési módszerek Anatómiai landmarkok register (MNI), BrainCAD (DEOEC NMI) Pont alapú illesztés Külsı eszköz Keret, marker, fejrögzítı Belsı eszköz Anatómiai landmarkok Vonal alpú illesztés Sulcus/sulcus Felület alapú illesztés Head-and-cap Voxel-intenzitás alapú illesztés Manuális vagy automatikus Csak automatikus Voxel-intenzitás alapú (volumetrikus) illesztés Voxel-intenzitás alapú (volumetrikus) illesztés : miıség arányos a számítási idıvel Absolute or squared difference Hoh93, Lange93, Christensen95, Hajnal95, Kruggel95 Stochastic Sign Change (SSC), Deterministic Sign Change (DSC) Venot83, Minoshima92, Hua93, Hoh93 Cross Correlation Junck90, van den Elsen93, Hill93, Collins94, Lemieux94, Studholme95 Fourier Domain Correlation de Castro87, Leclerc87, Chen93, Lehmann96 Optic Flow Field Barber95, Meunier96 STATISTICAL METHODS MASTER Multiprocesszoros, GRID-technika 40 Mbyte/sec MASTER 100 Mbyte/sec MiniPET bone Gigabit switch 1.5 TByte fileserver 3
Miért van szükség a képregisztrációra? Azaz a képregisztráció alkalmazási lehetıségei Statisztikus Parametrikus Képfeldolgozás Szóképzés - fmri Vesztibuláris rendszer vizsgálata Perfúziós PET Képfúzió (image fusion) Adat integráció (data fusion) ROI/VOI kijelölés Statisztikus parametrikus képfeldolgozás Modellezés Képrekonstrukció Neuronavigáció.. Képfúzió 2D Vesztibuláris rendszer vizsgálata Perfúziós PET kontroll személyek Képfúzió 3D betegek T1 tiszta vesztibulár is válasz FDG-PET fmri DWI-fiber (fehérállományi rostok) T1-fMRI-Metionin T1-FDG MRI-marker az idegsebészek számára T1-SPECT Kardiofúzió T1-FDG T2-SPM (szóképzés) Képfúzió: gyógyszerkutatás képalkotó eszközei Kardifúzió: MRI+PET Autoradiográfia + kisállat CT Autoradiográfia és képfúzió Kardifúzió: SPECT + CT + Angio 4
Képfúzió: gyógyszerkutatás képalkotó eszközei egér-agy: FDG patkány szív: FDG Modellezés: PET tracerkinetika Simulated TACS (for thalamus, putamen, caudate, frontal cortex, temporal cortex, occipital cortex) and blood curve (black line) patkány agy: FDG + CT patkány tumor: FDG + T1 MRI patkány agy: FDG + T1 MRI MiniPET-II Korszerő matematikai- és információs technológiai módszerek a gyógyszerkutatásban Zubal phantom with the related regions to be simulated Forrás: Dr. Balkay László The simulated PET slice Képfúzió alapú ROI kijelölés: sugárterápia és sugársebészet MRI, CT FDG- és Metionine PET regisztráció MRI-CT regisztráció Gammakés Neuronavigáció Valósidejő adatgyőjtés És valós idejő regisztráció 2D/3D/4D vizualizáció Új modalitás: lézer pozicionáló + videó Forrás: Dr. Ésik Olga 5