curso mnps 2016. registro e fusão de imagens
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Curso de Atualização e Técnicas Avançadas em MNPS – 2016 (ver 10.33.04)
Recursos de Registro e Fusão multimodal de imagens
Armando Alaminos Bouza.Físico-Médico
Equipe de desenvolvimento do MNPS/CAT3DMevis Informática Médica LTDA. Brasil
São Paulo. 13 de Agosto 2016.
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Até a versão 10.32.02 o MNPS apresentava dois caminhos para iniciar o registro:
• Registro por POIs (necessita 4 ou mais POIs nas imagens externas e internas)• Registro por Maximização da Informação Mútua (MI).
O registro por Maximização de MI parte de uma orientação e posição dos eixos de ambos volumes de imagens (exemplo CT e MRI). A maximização da MI se atinge como um processo de otimização não-linear e estes processos podem ficar “presos” dentro de um máximo local, que parece “bom” para a matemática do sistema mas não é o máximo global.
Problema: Rotação > 90 graus Problema: Volumes espelhados
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Para resolver os casos anteriores e ainda usufruir das vantagens da Maximização de MI podemos fazer registro por POIs e depois utilizar Maximização MI para otimizar o resultado. Normalmente isto produz resultados de registro muito bons.
Esta solução obriga a criar 4 ou mais POIs em ambas sequências, com a mesma ortografia, em pontos anatômicos equivalentes. Esta metodologia é satisfatória e segura, porém alguns usuários avaliam que toma tempo e resulta pouco intuitiva.
Com o objetivo de criar caminhos mais simples e intuitivos implementamos um método equivalente a aproximação inicial por POIs sem a necessidade de criar os ditos POIs.
A seguir vamos descrever a forma de operação com o novo método, que já contem várias melhoras em relação a sua primeira implementação no ano de 2015.
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Cada vez que o MNPS inicia a Maximização de MI pergunta:
“Need to define registration points?” .
Se você tem a suspeita que os conjuntos de imagens são de difícil registro via Maximização de MI pura, ou já testou e não deu resultado ótimo, selecione Sim.
Com isto o sistema cria uma janela bipartida que permite navegar pelas imagens internas (referência) e externas (flutuantes). O usuário deve identificar 3 ou mais pontos equivalentes e vinculá-los graficamente com um segmento de reta.
NOTA: Geralmente a fusão de CT axial com MRI axial pode ser feita em forma totalmente automática e não precisa deste recurso.
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Layout da janela de trabalho para criar pares de pontos vinculados
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• A sequência com a borda vermelha está selecionada para navegação.• Para mudar a sequência selecionada deve fazer CLICK do mouse na sequência • Pode navegar nas imagens com as teclas <PageUp> e <PageDown>.• Também pode ir ao início da sequência com botão “Go First IMG” e ao fim com “Go Last IMG”.
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Quando localizar um par de planos que contém pontos equivalentes:• CLICK no botão “New Pair”.• Modificar o segmento de reta arrastando cada ponta com o mouse• Para terminar de criar o par pode usar tecla <ENTER> ou duplo CLICK
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Após o ENTER a linha fica verde e o número de “Matching points” aumenta(este é outro caso, de CT axial com MRI em sagital)
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Localizando olho esquerdo em sequência sagittal. O normal é aparecer primeiro o direito
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Após o terceiro par de pontos o MNPS verifica se já existem condições para iniciar a maximização da MI. Observar o sinal: “Matching looks GOOD !” .
Pon
tos
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NOTA: Em sequências sagitais, resulta algo confuso determinar qual é o olho direito (hemisfério direito) e esquerdo. Se a sequência foi feita com o padrão radiológico vigente, o primeiro olho a aparecer é o direito. Observar indexador da imagem na sequência como referência.Sugestão: Na sequência sagital CLICK no botão “Go First IMG”, depois dar <PageUp> até o centro do primeiro olho aparecer. Esse deve ser o direito.
Olho direito Olho esquerdo
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Com apenas três pares de pontos o MNPS pode gerar um quarto ponto considerando que os corpos são rígidos e assumindo que ambos são sistemas do mesmo tipo de giro. O quarto ponto é criado com produtos vetoriais ( A x B ). Sendo válidas estas duas condições podemos terminar com três pontos marcados.
Sistemas de coordenadas cartesianas ortogonais tridimensionais
Produto vetorial emsistema dextrógiro
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Caso as condições da lâmina anterior não sejam válidas ou ante a dúvida, o usuário deve marcar 4 ou mais pares de pontos para que o registro que segue seja correto.
Ao terminar de marcar pares de pontos deve fazer CLICK no botão “Done”.
Com estes pontos o MNPS vai calcular a matriz de transformação aproximada de uma sequência para a outra e vai dar inicio à Maximização da MI a partir dela.
O restante do processo é similar ao registro com Maximização da MI.
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É importante destacar que agora podemos importar POIs, além de ROIs, da sequência de imagens externa.Veja na imagem que segue o novo menu da Fusão. Lembre que o menu da fusão abre com <ALT-F5> ou pelo menu da ajuda.
Somente inicie esta importação depois que a qualidade do registro esteja comprovada, poisesta importação utiliza a mesma matriz de transformação da fusão.POIs que já existe não serão importados, para evitar perdas.
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Outra novidade fundamental para explorar integralmente as possibilidades derivadas dos Virtual Fiducials é a capacidade do MNPS para exportar para fusão – coisa que apenas fazia o CAT3D.
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Dica para facilitar a fusão por maximização de MI: Evite grandes divergências dos volumes a registrar.
No caso ao lado a MRI vai até os ombros do paciente enquanto a CT termina no topo de C1.
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Informações complementares sobre registro e fusão estão disponíveis em aulas de cursos anteriores.
http://www.slideshare.net/alabouza/mnps-curso-20142
http://www.slideshare.net/alabouza/mnps-curso-20143