Unsere Funktionen zur medizinischen Bildregistrierung
Mit der Bildregistrierung von Chimaera ist es möglich, Verschiebungen bis hin zu komplexen Patientenbewegungen zwischen verschiedenen Bildaufnahmen zu kompensieren, sei es für Folgeaufnahmen (Follow-Ups), das Zusammenfügen von Bildern (Stitching) oder Aufnahmen mit verschiedenen Bildgebungsmodalitäten wie CT, MR oder PET/SPECT.
Als OEM-Komponente mit C-API eignet sich unsere Bildregistrierung perfekt zur Erweiterung bestehender Kundenanwendungen um zusätzliche Funktionen, die eine genaue räumliche Zuordnung erfordern.
Starre Registrierung
- nur Rotation und Translation
- der Bildinhalt wird nicht verändert
- keine manuelle Parametrisierung erforderlich
- 2D, 3D, und Zeitreihen
- unterstützt multimodale Daten (z.B. CT, MR, PET, SPECT, etc.)
Nichtstarre Registrierung
- berechnet komplexe Deformationen zwischen Bildern
- Deformationsfeld kann Atembewegungen, Herzbewegungen, Patientenpositionierung usw. kompensieren
- einfache und flexible Parametrisierung für verschiedene Anwendungsfälle
- 2D, 3D und Zeitreihen
- unterstützt multimodale Daten (CT, MR, PET, SPECT, etc.)
Anwendungen
- retrospektive Bildfusion
- Follow-up-Studien
- Differenzial- und Perfusionsbildgebung
- 4-D-Bewegungskorrektur
- Modell-/Atlas-zu-Bild-Registrierung
- Überwachung nach der Markteinführung
Lösungen
- starre Bildregistrierung
- nichtstarre Bildregistrierung
- Unterstützung von 2D- und 3D-Bilddaten
Vorteile
- Einfache Integration (C-API)
- Geringe Hardwareanforderungen (CPU-basiert)
- Vollautomatische starre Registrierung
- Keine / minimale Parametrisierung (nichtstarr)
- Qualitätsdokumente für die Produktintegration
Anwendungen für die medizinische Bildregistrierung
Starre Registrierung
Die Transformation zwischen den Bildern ist auf Rotationen und Translationen beschränkt. Diese Methode wird häufig verwendet, um eine Verbindung zwischen verschiedenen Scanner-Koordinatensystemen herzustellen oder um Bewegungen starrer Körper zu berücksichtigen, während sich der Bildinhalt nicht ändert:
- retrospektive Bildfusion (z. B. für PET/CT, PET/MR, usw.)
- Seite-an-Seite-Betrachtung von Folgestudien
- Zusammenfügen von Bildern
Das folgende Beispiel zeigt 3D-Overlay-Visualisierungen von CT- und SPECT-Gehirnscans desselben Patienten, die separat aufgenommen wurden (kein Hybrid-Scanner).
Dieses Bild zeigt den Ausgangszustand ohne Registrierung.
Dieses Bild zeigt die korrigierte Bildposition, wie sie von unserer starren Registrierung berechnet wurde.
Nichstarre Registrierung
Nichtstarre Bildregistrierungstechniken (manchmal auch als deformierbare oder elastische Bildregistrierung bezeichnet) lassen im Vergleich zur starren Registrierung weitaus mehr Freiheitsgrade in Bezug auf die Deformation zu. Komplexe Verformungen zwischen Bildern müssen oft berechnet werden, um Atembewegungen, Herzbewegungen, geringfügige Unterschiede in der Patientenpositionierung oder andere Arten von Verschiebungen der Weichteile auszugleichen. Eine patientenübergreifende Registrierung ist auch möglich, um Atlanten zu verschiedenen Themen zu erstellen.
- Perfusionsbildgebung
- Differenzbildgebung
- Atlas-Registrierung
- Übertragung der Befunde auf die Folgestudien
Im folgenden Anwendungsfall demonstrieren wir, wie die nicht starre Bildregistrierung komplexe Organbewegungen zwischen einer nicht kontrastierten und einer arteriellen Phase einer MR-Perfusionsbildstudie kompensieren kann.
Dies ist die anfängliche 3D-Beziehung der beiden MR-Serien in einer koronalen Ebene, die zwischen den beiden Phasen überblendet. Für Perfusionsberechnungen muss die Bewegung des Organs zwischen den Aufnahmen kompensiert werden.
Nach Anwendung der mit unserer nichtstarren Bildregistrierung berechneten Deformation ist die Organbewegung nun korrigiert. Dies bietet eine gute Grundlage für Berechnungen, insbesondere für die in diesem Beispiel gezeigte Leberanwendung.
Bei der oben gezeigten so genannten Schachbrett-Visualisierung werden Bildblöcke abwechselnd angezeigt. Dies ermöglicht eine Beurteilung, wie gut die Strukturen vor und nach der Registrierung zusammenpassen.
Das Bild oben zeigt das Verzerren der arteriellen MR-Serie entlang des Deformationsfeldes, das mit unserer nicht-starren Bildregistrierung berechnet wurde.
Integration als OEM-Komponente
Machen Sie sich keine Sorgen um die Integration unserer technisch anspruchsvollen Lösungen - wir machen es unseren Kunden leicht!
Unsere Bildregistrierung ist als dynamische Bibliothek mit einer Anwendungsprogrammierschnittstelle (in C geschrieben) verfügbar, ohne dass zusätzliche Abhängigkeiten erforderlich sind. Die Integration in Kundenanwendungen ist aufgrund der minimalen Parametrisierung (nur für die nichtstarre Registrierung erforderlich) und vorhandener Codebeispiele sehr einfach.
Und im Hinblick auf die Zertifizierung ist die Verwendung unserer Registrierung dank der entsprechenden Qualitätsdokumente ebenfalls sehr einfach.
- eine einzige dynamische Bibliothek mit C-API
- einfache Integration in Kundencode
- beispielhafter Schnittstellencode mit Wrappern für ITK-Bildtypen
- Ausgabe als Transformations- oder Deformationsvektorfeld zusätzlich zu den neu abgetasteten Ausgabebildern
- hochwertige Dokumentation für die schnelle Integration in zertifizierte medizinische Software
Haben Sie gewusst, dass Sie mit unserem Chimaera-SDK Ihr Projekt vom Prototyp zur Serienreife bringen können?
Volker
Dr.-Ing. Volker Daum
Am Weichselgarten 7
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Dr. Volker Daum, Chimaera CTO