RU2171630C2 - Method for matching of three-dimensional images obtained with the aid of computer tomographs operating on the basis of various physical principles - Google Patents
Method for matching of three-dimensional images obtained with the aid of computer tomographs operating on the basis of various physical principles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2171630C2 RU2171630C2 RU99113279/14A RU99113279A RU2171630C2 RU 2171630 C2 RU2171630 C2 RU 2171630C2 RU 99113279/14 A RU99113279/14 A RU 99113279/14A RU 99113279 A RU99113279 A RU 99113279A RU 2171630 C2 RU2171630 C2 RU 2171630C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- markers
- dimensional
- images
- image
- dimensional images
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение используется в медицинской технике при проведении диагностирования структур головного мозга. The invention is used in medical technology for diagnosing brain structures.
В лучевой диагностике существует ряд методов нейровизуализации: рентгеновская компьютерная томография (РКТ), магнитно-резонансная томография (МРТ), позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ). РКТ и МРТ методы дают структурное изображение внутричерепного содержимого, а ПЭТ и ОФЭКТ отражают функциональное состояние - метаболизм и перфузию головного мозга. Проблемой остается точное совмещение анатомических структур головного мозга при различных методах лучевой диагностики. In radiation diagnostics, there are a number of methods of neuroimaging: X-ray computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), positron emission tomography (PET) and single-photon emission computed tomography (SPECT). CT and MRI methods give a structural image of the intracranial contents, while PET and SPECT reflect a functional state - metabolism and perfusion of the brain. The problem remains the exact combination of the anatomical structures of the brain with various methods of radiation diagnosis.
Известно много способов совмещения изображений. Большинство из них предполагает расположенные вокруг головы маркировочные приспособления различной степени жесткой фиксации (1-11). Известен также тест-фантом для всех систем, дающих изображение (12). There are many ways to combine images. Most of them involve marking devices located around the head of varying degrees of rigid fixation (1-11). A test phantom is also known for all systems that provide an image (12).
Все вышеперечисленные способы требуют наличия дополнительной достаточно произвольной пространственной конструкции, которую затем адаптируют к пациенту (исследуемому объекту). Кроме того, в исследуемых структурах нет четких анатомических ориентиров для совмещенных изображений. All of the above methods require the presence of an additional rather arbitrary spatial design, which is then adapted to the patient (the studied object). In addition, in the studied structures there are no clear anatomical landmarks for combined images.
Известен способ сопоставления изображений (13) по одновременной регистрации всех исследований: ОФЭКТ, РКТ, МРТ и ПЭТ, рассмотренный в качестве прототипа. В основе способа лежит однофотонная эмиссионная томография (ОФЭКТ). Полученные эмиссионные изображения преобразуют, используя систему изображений ядерной медицины. Одновременно получают трансмиссионные (РКТ или МРТ) скены того же объекта, которые также преобразуют, используя ту же систему изображений ядерной медицины. Преобразованные трансмиссионные изображения (РКТ или МРТ) совмещают с уже имеющимися преобразованными эмиссионными изображениями ОФЭКТ (ПЭТ), и, как результат, изображения, полученные различными методами одновременно (РКТ, МРТ и/или ПЭТ), но преобразование которых осуществлялось с помощью одной и той же системы изображений ядерной медицины, корегистрируются с изображениями ОФЭКТ. A known method of comparing images (13) for the simultaneous registration of all studies: SPECT, CT, MRI and PET, considered as a prototype. The method is based on single-photon emission tomography (SPECT). The resulting emission images are converted using a nuclear medicine imaging system. At the same time, transmission (CT or MRI) scans of the same object are obtained, which are also converted using the same nuclear medicine imaging system. The transformed transmission images (CT or MRI) are combined with the existing converted SPECT (PET) emission images, and, as a result, the images obtained by various methods simultaneously (CT, MRI and / or PET), but the conversion of which was carried out using the same the same nuclear medicine imaging systems are co-registered with SPECT images.
В известном способе используется единая для всех методов получения томографических изображений система размещения маркеров. Однако при использовании способа невозможно четко анатомически ориентировать систему ввиду того, что не всегда удается полностью совместить на экране монитора аксиальные срезы, полученные при РКТ (МРТ) и ОФЭКТ (ПЭТ) исследованиях, кроме того, в основу способа положены радионуклидные изображения, полученные при ОФЭКТ исследованиях, которые дают лишь контуры того или иного органа в зависимости от его функциональной активности, и, соответственно, при отсутствии или снижении функции изображение органа либо отсутствует, либо деформировано, также при ОФЭКТ исследованиях, как отмечают авторы (9, 13), нет изображений окружающих органов и структур и, следовательно, нет точных анатомических ориентиров окружающих тканей. In the known method uses a single for all methods of obtaining tomographic images marker placement system. However, when using the method, it is impossible to clearly orient the system anatomically due to the fact that it is not always possible to completely combine on the monitor screen the axial sections obtained by X-ray diffraction (MRI) and SPECT (PET) studies, in addition, the method is based on radionuclide images obtained by SPECT studies that give only the contours of a particular organ depending on its functional activity, and, accordingly, in the absence or decrease in function, the image of the organ is either absent or deformed, t Also, during SPECT studies, as noted by the authors of (9, 13), there are no images of surrounding organs and structures and, therefore, there are no exact anatomical landmarks of surrounding tissues.
Цель изобретения - обеспечение совмещения трехмерных изображений биологического объекта, полученных с помощью компьютерных томографов, работающих на основе различных физических принципов (РКТ, МРТ, ПЭТ, ОФЭКТ) вне зависимости от последовательности их применения. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении точности совмещения трехмерных изображений органа. The purpose of the invention is the provision of combining three-dimensional images of a biological object obtained using computer tomographs operating on the basis of various physical principles (CT, MRI, PET, SPECT), regardless of the sequence of their application. The technical result achieved in this case is to increase the accuracy of combining three-dimensional images of the organ.
Предлагаемый способ совмещения трехмерных изображений, полученных с помощью компьютерных томографов, работающих на основе различных физических принципов, состоит в том, что маркеры, хорошо распознаваемые во всех методах томографических исследований, размещают относительно исследуемой области пациента, получают ее трехмерные изображения каждым из методов, преобразовывают их и совмещают изображения по маркерам, при этом маркеры устанавливают на поверхности исследуемой области в плоскости, максимально близкой к аксиальному сечению, в количестве однозначно задающем пространственную локализацию исследуемой зоны, с возможностью попадания всех установленных маркеров в исследуемую область, выбирают базовое трехмерное изображение, предпочтительно метода с максимальным пространственным разрешением, определяют по его маркерам реперные точки, а также выбирают реперные точки на одном из дополнительных трехмерных изображений, совмещают их с реперными точками базового трехмерного изображения и интерполируют данные дополнительного трехмерного изображения на трехмерную сетку базового изображения посредством одномасштабного вокселя. The proposed method for combining three-dimensional images obtained using computer tomographs operating on the basis of various physical principles consists in the fact that markers that are well recognized in all methods of tomographic studies are placed relative to the patient’s area of interest, their three-dimensional images are obtained by each method, and they are converted and combine the images on the markers, while the markers are installed on the surface of the investigated area in a plane as close as possible to the axial section, in the number of uniquely defining the spatial localization of the studied area, with the possibility of all installed markers falling into the studied area, the basic three-dimensional image is selected, preferably the method with the maximum spatial resolution, the reference points are determined by its markers, and the reference points are selected on one of the additional three-dimensional images, combine them with the reference points of the base three-dimensional image and interpolate the data of the additional three-dimensional image to three-dimensional etku basic image by single-scale voxel.
Таким образом, с помощью единых маркеров анатомически точно совмещенные вложенные друг в друга объемные представления объекта, которые затем можно делить на любое количество томографических срезов. Это позволяет одновременно анализировать данные всех томографических исследований пациента. Таким образом, совмещая трехмерные представления "объем в объеме", можно получать любое количество уже совмещенных томографических срезов (изображений) в любой проекции. При этом последовательность применения томографических исследований не имеет значения. Thus, using single markers, anatomically precisely aligned volume representations of an object embedded in each other, which can then be divided into any number of tomographic sections. This allows you to simultaneously analyze the data of all tomographic studies of the patient. Thus, combining three-dimensional representations of "volume in volume", you can get any number of already combined tomographic sections (images) in any projection. In this case, the sequence of application of tomographic studies does not matter.
Такой анализ необходим, в частности, в области нейтровизуализации для четкой анатомической ориентации различных функциональных изменений головного мозга по отношению к его основным структурам (борозды и извилины, подкорковые образования, ликворосодержащие пространства, структура ствола). При этом данные о взаиморасположении различных структур головного мозга получают с помощью РКТ и МРТ, а сведения о функциональных изменениях, прежде всего мозговой перфузии и метаболизма различных участков мозга, - с помощью ОФЭКТ и ПЭТ. Such an analysis is necessary, in particular, in the field of neutroimaging for a clear anatomical orientation of various functional changes in the brain with respect to its main structures (grooves and convolutions, subcortical formations, cerebrospinal fluid spaces, trunk structure). At the same time, data on the relative positions of various brain structures are obtained using CT and MRI, and information on functional changes, primarily cerebral perfusion and metabolism of various parts of the brain, is obtained using SPECT and PET.
Предлагаемый способ иллюстрируется:
фиг. 1, на которой представлена последовательность аксиальных сечений головного мозга, полученных с помощью ОФЭКТ с четырьмя маркерами;
фиг. 2, на которой представлена последовательность аксиальных сечений головного мозга того же пациента, что и на фиг. 1, но полученных с помощью РКТ с четырьмя маркерами;
фиг. 3 представляет общую схему получения томографических изображений для дальнейшей работы в режиме слияния;
фиг. 4 - общая схема совмещения трехмерных томографических изображений.The proposed method is illustrated:
FIG. 1, which shows a sequence of axial sections of the brain obtained using SPECT with four markers;
FIG. 2, which shows a sequence of axial sections of the brain of the same patient as in FIG. 1, but obtained using an RKT with four markers;
FIG. 3 represents the general scheme for obtaining tomographic images for further work in the merge mode;
FIG. 4 is a general scheme for combining three-dimensional tomographic images.
Предлагаемый способ получения трехмерных биомедицинских изображений включает следующие элементы: выбор формы и размеров маркера, выбор материала оболочки маркера, выбор наполнителя маркера, определение мест крепления (локализации) маркеров, выбор количества и пространственной ориентации при креплении маркеров, выбор и фиксация области исследования, определение характеристик сканирования для выбранного метода исследования, получение последовательности аксиальных сечений с выбранными характеристиками для каждого метода исследования, создание общей базы данных серий аксиальных сечений каждого из используемого для данного пациента исследования. The proposed method for obtaining three-dimensional biomedical images includes the following elements: selection of marker shape and size, selection of marker sheath material, selection of marker filler, determination of marker attachment points (localization), selection of the number and spatial orientation of marker attachment, selection and fixation of the study area, determination of characteristics scan for the selected research method, obtaining a sequence of axial sections with selected characteristics for each method investigated ia, the creation of a common database of series of axial sections of each of the studies used for this patient.
Выбор формы и размеров маркера обусловлен тем, что маркер должен однозначно обнаруживаться при всех используемых методах исследования и соответствовать конфигурации и размерам вокселя (воксель - объемный элемент), т.е. быть пропорциональным размерам вокселя. Для максимальной достоверности получаемой информации на РКТ и МРТ толщина среза выбирается равной расстоянию между срезами и по возможности минимальной. Для рассматриваемых томографических методов исследования характерны следующие разрешения в слое и расстояния между слоями: РКТ - 0.7 мм и 2-4 мм, МРТ - 0.6 мм и 4-6 мм, ПЭТ - 2 мм и 2 мм, для ОФЭКТ разрешение составляет 6-14 мм. Нами был выбран маркер цилиндрической формы с размерами: диаметр 4-10 мм, длина 10-14 мм, что позволяет выделить его по пространственному разрешению для всех диагностических методик. The choice of the shape and size of the marker is due to the fact that the marker must be unambiguously detected with all the research methods used and correspond to the configuration and size of the voxel (voxel is a volume element), i.e. be proportional to the size of the voxel. For maximum reliability of the received information on the CT and MRI, the thickness of the slice is chosen equal to the distance between the slices and as small as possible. The tomographic research methods under consideration are characterized by the following permissions in the layer and the distance between the layers: CT - 0.7 mm and 2-4 mm, MRI - 0.6 mm and 4-6 mm, PET - 2 mm and 2 mm, for SPECT resolution is 6-14 mm We have chosen a marker of cylindrical shape with dimensions: diameter 4-10 mm, length 10-14 mm, which allows us to distinguish it by spatial resolution for all diagnostic methods.
Выбор материала оболочки маркера основывается на том, что он не должен вносить существенный вклад в изображение, так чтобы отображалось только содержимое маркера, а не его оболочка, т.е. материал должен иметь малую рентгеновскую плотность (РКТ), быть немагнитным (МРТ), визуализироваться при ПЭТ и ОФЭКТ. Кроме того, он должен обладать достаточно высокой пространственной устойчивостью, быть доступным и допускать стерилизацию этиловым спиртом. Рассмотрев ряд материалов и медицинских изделий из них, авторы остановили свой выбор на желатиновых капсулах цилиндрической формы диаметром 10 мм и длиной до 14 мм, что позволяет выделить их по пространственному разрешению для всех диагностических методик. The choice of marker shell material is based on the fact that it should not make a significant contribution to the image, so that only the contents of the marker are displayed, and not its shell, i.e. the material should have a low x-ray density (CT), be non-magnetic (MRI), visualized with PET and SPECT. In addition, it must have a sufficiently high spatial stability, be accessible and allow sterilization with ethanol. Having examined a number of materials and medical products made of them, the authors opted for cylindrical gelatin capsules with a diameter of 10 mm and a length of 14 mm, which allows them to be distinguished by spatial resolution for all diagnostic methods.
Выбор наполнителя маркера обусловлен конкретным методом исследования: для РКТ и для МРТ - желатин или дистиллированная вода, прекрасно разрешаемые с помощью обоих методов, для ПЭТ и ОФЭКТ - используемый в данном конкретном исследовании изотоп в разведении 1:20 или больше, который наносится на поверхность капсулы по разработанной методике. В случае МРТ или РКТ нет даже необходимости заменять содержимое капсул перед исследованием. Для получения контрастного изображения маркеров в стандартном окне визуализации может использоваться контраст, специфичный для используемого метода исследования. The choice of marker filler is determined by the specific research method: for RKT and for MRI - gelatin or distilled water, perfectly resolved using both methods, for PET and SPECT - the isotope diluted 1:20 or more used in this particular study, which is applied to the surface of the capsule according to the developed technique. In the case of MRI or CT, it is not even necessary to replace the contents of the capsules before examination. To obtain a contrasting image of markers in a standard visualization window, contrast specific to the research method used can be used.
Определение мест крепления (локализации) маркеров осуществляется из тех соображений, что для метода РКТ возможно получение только аксиальных сечений при максимальном пространственном разрешении. Поэтому маркеры наносятся в плоскости, максимально близкой к аксиальному сечению, например, как показано на фиг. 1, 2 применительно к головному мозгу с ориентацией оси маркера ортогонально образуемой маркерами плоскости или плоскости аксиального сечения. Методика нанесения маркеров может быть изменена при использовании РКТ со спиральным сканированием и реконструкцией последовательности сечений вдоль произвольно выбранной оси. The determination of the places of attachment (localization) of markers is carried out from the considerations that for the RKT method it is possible to obtain only axial sections with a maximum spatial resolution. Therefore, markers are applied in a plane as close as possible to the axial section, for example, as shown in FIG. 1, 2 in relation to the brain with the orientation of the axis of the marker orthogonally formed by the markers of the plane or plane of the axial section. The method of applying markers can be changed when using RKT with spiral scanning and reconstruction of the sequence of sections along an arbitrarily selected axis.
Выбор количества используемых маркеров основывается на необходимости однозначно задать пространственную локализацию исследуемой зоны объекта. Для этого требуется задать: либо четыре точки, не лежащие в одной плоскости, либо плоскость по трем точкам и направление нарастания (или убывания) слоев и пространственной ориентации при креплении маркера, т.е. заданием вектора направления нумерации срезов. В первом случае пространственная ориентация задается непосредственным выбором точек, во втором - путем задания последовательности нумерации сечений. В конкретном случае нейровизуализации такими точками являются точки на поверхности черепа ниже основания мозга: между надбровными дугами и в области височных костей. The choice of the number of markers used is based on the need to uniquely set the spatial localization of the studied area of the object. To do this, you must specify: either four points that do not lie in the same plane, or a plane along three points and the direction of increase (or decrease) of the layers and spatial orientation when fixing the marker, i.e. setting the direction vector of the numbering of slices. In the first case, spatial orientation is determined by the direct choice of points, in the second, by setting the sequence of numbering of sections. In the specific case of neuroimaging, such points are points on the surface of the skull below the base of the brain: between the superciliary arches and in the region of the temporal bones.
Выбор и фиксация области исследования производится путем выделения опорной плоскости с тремя маркерами, причем выбранная плоскость должна быть максимально близка к аксиальному сечению в планируемой зоне исследования, затем определяются требуемые размеры зоны исследования в направлении, ортогональном выбранной маркерами плоскости или по оси продвижения стола томографа. Средствами конкретного компьютерного томографа фиксируется планируемая область обследования. The study area is selected and fixed by selecting the reference plane with three markers, and the selected plane should be as close as possible to the axial section in the planned study area, then the required dimensions of the study area are determined in the direction orthogonal to the plane selected by the markers or along the axis of the tomograph table. By means of a specific computed tomograph, the planned examination area is recorded.
Определение характеристик сканирования для выбранного метода исследования производится на основании ранее зафиксированной области обследования и должно соответствовать следующим условиям: диаметр области обследования и реконструкции должен обеспечивать попадание всех нанесенных маркеров в зону реконструкции, расстояние между слоями должно быть, по возможности, минимальным для повышения качества последующей трехмерной реконструкции. Кроме того, расстояние между слоями не должно превышать продольного размера маркера. The scanning characteristics for the selected research method are determined on the basis of the previously recorded examination area and must meet the following conditions: the diameter of the examination and reconstruction area must ensure that all applied markers enter the reconstruction area, the distance between the layers should be as small as possible to improve the quality of the subsequent three-dimensional reconstruction. In addition, the distance between the layers should not exceed the longitudinal size of the marker.
Получение последовательности аксиальных сечений с выбранными характеристиками для каждого метода исследования производится средствами конкретной томографической установки и сохраняется в виде серии файлов, доступных в дальнейшем по сети или через внешние носители рабочей станции для слияния изображений, их визуализации и анализа. A sequence of axial sections with selected characteristics for each research method is obtained by means of a specific tomographic setup and saved as a series of files that are accessible later on through the network or through external media of the workstation for image fusion, visualization and analysis.
Общая схема получения томографических изображений для дальнейшей работы в режиме слияния приведена на фиг. 3. The general scheme for obtaining tomographic images for further work in the merge mode is shown in FIG. 3.
Совмещения трехмерных томографических изображений состоит в формировании совместного трехмерного цифрового представления данных об объемном распределении исследуемых физических параметров одного пациента с одинаковой ориентацией и разрешением для всех используемых методов и точной пространственной привязкой вокселей (формирования одномасштабного вокселя) совмещенного изображения на основе одних и тех же реперных точек - маркеров. Combination of three-dimensional tomographic images consists in the formation of a joint three-dimensional digital representation of data on the volume distribution of the studied physical parameters of one patient with the same orientation and resolution for all methods used and the exact spatial reference of voxels (the formation of a single-scale voxel) of a combined image based on the same reference points - markers.
Предлагаемый способ совмещения трехмерных биомедицинских томографических изображений включает следующие этапы: создание объемного представления по последовательности аксиальных сечений для каждого из проведенных с маркерами исследований данного пациента, выбор базового объемного представления, определение реперных точек по маркерам базового объемного представления, выбор реперных точек на дополнительном объемном представлении и совмещение их с реперными точками базового объемного представления, интерполяция дополнительного объемного представления на трехмерную сетку базового объемного представления, добавление интерполированного объемного представления в базовое объемное представление, повторение последних трех шагов для следующего дополнительного объемного представления. The proposed method for combining three-dimensional biomedical tomographic images includes the following steps: creating a three-dimensional representation of the sequence of axial sections for each of the patient’s research markers, selecting a basic three-dimensional representation, determining reference points by markers of the basic three-dimensional representation, selecting reference points for an additional three-dimensional representation, and combining them with the reference points of the base volumetric representation, interpolation of additional Removable representation on a three-dimensional volumetric representation of the grid base, adding the interpolated volumetric representation in a basic volumetric representation, repeating the last three steps for the next additional volumetric representation.
Создание объемного представления по последовательности аксиальных сечений для каждого из проведенных с маркерами исследований данного пациента состоит в последовательном просмотре всех срезов и построении трехмерной матрицы вокселей с разрешением в аксиальном сечении, присущем применяемому томографическому методу и интерполяцией по оси Z, ортогональной аксиальным сечениям к шагу между срезами (высота вокселя), близкому к размеру пикселя в аксиальном сечении. Creating a three-dimensional representation of the sequence of axial sections for each of the studies performed with markers of a given patient consists in sequentially viewing all sections and constructing a three-dimensional matrix of voxels with an axial section resolution inherent in the applied tomographic method and interpolation along the Z axis orthogonal to the axial sections to the step between sections (voxel height), close to the size of the pixel in the axial section.
Выбор базового объемного представления производится из соображений сохранения максимального пространственного разрешения в объединенном объемном представлении, поэтому за базовое объемное представление выбирается наиболее морфологически значащая информация из проведенной серии исследований разными методами, как правило, это результаты МРТ или РКТ для данного пациента. The choice of the basic volumetric representation is made for reasons of preserving the maximum spatial resolution in the combined volumetric representation, therefore, the most morphologically significant information is selected for the basic volumetric representation from a series of studies by different methods, as a rule, these are the results of MRI or CT scan for this patient.
Определение реперных точек по маркерам базового объемного представления производится интерактивно, в заранее детерминированной последовательности с целью минимизации возможных ошибок оператора, путем последовательного просмотра на экране параллельно исходных аксиальных сечений и аксиальных сечений базового объема и задания X и Y координат в интерактивном режиме для каждой из реперных точек и вычисления Z - координаты путем взвешивания Z - координат маркера на нескольких слоях. Нанесенные маркеры нумеруются в определенном порядке { Xbi, Ybi, Zbi; i= 1,2,3}, например, начиная с расположенного на осевой линии лица по часовой стрелке, если смотреть на человека сверху. Данная последовательность не является абсолютно необходимой, важно, чтобы была выбрана определенная последовательность, и нужно придерживаться ее для всех исследований данного пациента с маркерами. Система координат базового метода нормируется и становится логической системой координат всех исследований данного пациента.The determination of reference points by markers of the basic volumetric representation is carried out interactively, in a pre-determined sequence in order to minimize possible operator errors, by sequentially viewing on the screen in parallel the original axial sections and axial sections of the base volume and setting the X and Y coordinates in interactive mode for each of the reference points and calculating the Z - coordinates by weighing the Z - coordinates of the marker on several layers. Markers applied are numbered in a certain order {X bi , Y bi , Z bi ; i = 1,2,3}, for example, starting from the face located on the centerline of the clockwise, if you look at the person from above. This sequence is not absolutely necessary, it is important that a certain sequence is selected, and you must adhere to it for all studies of this patient with markers. The coordinate system of the basic method is normalized and becomes the logical coordinate system of all studies of this patient.
Выбор реперных точек на дополнительном объемном представлении производится аналогично определению реперных точек по маркерам базового объемного представления. Их совмещение с реперными точками базового объемного представления производится следующим образом. Определяются координаты реперных точек на дополнительном объемном представлении в логической системе координат базового объемного представления {Xi Yi, Zi i = 1, 2, 3} и определяются коэффициенты формулы перехода и интерполяции данных дополнительного объемного представления к координатам базового объемного представления.The selection of reference points on an additional volumetric representation is performed similarly to the determination of reference points by markers of the basic volumetric representation. Their combination with the reference points of the basic volumetric representation is as follows. The coordinates of the reference points on the additional volumetric representation are determined in the logical coordinate system of the base volumetric representation {X i Y i , Z i i = 1, 2, 3} and the coefficients of the transition formula and the interpolation of the data of the additional volumetric representation to the coordinates of the basic volumetric representation are determined.
Интерполяция дополнительного объемного представления на трехмерную сетку базового объемного представления осуществляется путем определения взвешенного среднего значения каждого вокселя дополнительного объемного представления на сетке, совпадающей с сеткой базового объемного представления, по значениям на исходной сетке дополнительного объемного представления с отсечением выходящих за пределы базового объема данных и дополнением константой не определенных. Interpolation of the additional volumetric representation on the three-dimensional grid of the basic volumetric representation is carried out by determining the weighted average value of each voxel of the additional volumetric representation on the grid, which coincides with the grid of the basic volumetric representation, by the values on the original grid of the additional volumetric representation with cutting off the data outside the base volume and supplemented by a constant not defined.
Таким образом, определяется одномасштабный воксель для каждого объемного представления, причем с масштабом, привязанным к базовому методу исследования. Добавление интерполированного объемного представления в базовое объемное представление производится путем добавления новой плоскости данных в базовое объемное представление, содержащего данные всех проведенных исследований в единой геометрической привязке с общей метрикой. Thus, a single-scale voxel is determined for each three-dimensional representation, and with a scale tied to the basic research method. Adding an interpolated volumetric representation to the basic volumetric representation is done by adding a new data plane to the basic volumetric representation containing the data of all the studies performed in a single geometrical reference with a common metric.
Общая схема совмещения изображений представлена на фиг. 4. The general image alignment scheme is shown in FIG. 4.
Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.
Для получения совмещенных трехмерных изображений необходимо располагать оборудование в виде РКТ, МРТ, ОФЭКТ (ПЭТ) для получения изображения с маркерами. К каждому из перечисленных томографов должны быть подключены рабочие станции, позволяющие приводить изображения к единому формату. Получение совмещенных трехмерных изображений осуществляется следующим образом. Рассмотрим на примере томографических исследований головного мозга. To obtain combined three-dimensional images, it is necessary to have equipment in the form of CT, MRI, SPECT (PET) to obtain images with markers. Workstations should be connected to each of the above tomographs, allowing them to bring images to a single format. Getting combined three-dimensional images is as follows. Consider the example of tomographic studies of the brain.
Пациенту в определенных точках головы (как правило, между бровями, в правой и левой височных областях) фиксируются маркеры (реперные точки), в качестве которых используются желатиновые капсулы. Проводят РКТ (МРТ) исследование. Затем больному проводится ОФЭКТ исследование, при этом на поверхность капсул наносится тоже радиоактивное вещество, с которым проводят основное исследование. В данном случае Тс-99м в разведении 1: 20. (Как уже указывалось выше, последовательность и очередность проведения томографических исследований не имеет значения). Независимо обрабатывают РКТ (МРТ) и ОФЭКТ данные, которые поступают на рабочую станцию. Выбирают базовое РКТ исследование в аксиальной проекции на срезе, где видны маркеры. Формируют одномасштабный вексель и по серии аксиальных срезов создают объемное базовое изображение. Приводят масштаб изображения ОФЭКТ исследования к масштабу РКТ с помощью выбранного векселя и формируют объемное ОФЭКТ изображение мозга. По имеющимся маркерам совмещают (вкладывают) изображения "объем в объем" и осуществляют любые возможные действия. Markers (reference points) are fixed to the patient at certain points of the head (usually between the eyebrows, in the right and left temporal regions), which are used as gelatin capsules. Conducted CT scan (MRI) study. Then, a SPECT study is performed on the patient, while a radioactive substance is also applied to the surface of the capsules, with which the main study is carried out. In this case, the TC-99m in a dilution of 1: 20. (As already mentioned above, the sequence and sequence of tomographic studies is not important). Independently process the RKT (MRI) and SPECT data that are received at the workstation. A baseline CT scan is selected in axial sectional view where markers are visible. A single-scale bill of exchange is formed and a series of axial slices create a voluminous base image. The SPECT image is scaled to the CT size using the selected bill of exchange and a volume SPECT image of the brain is formed. According to the available markers, they combine (enclose) the images “volume into volume” and carry out any possible actions.
Источники информации:
1. US 4971060, 1990.Sources of information:
1. US 4971060, 1990.
2. US 5094241, 1992. 2. US 5094241, 1992.
3. US 5097839, 1992. 3. US 5097839, 1992.
4. US 5119817, 1992. 4. US 5119817, 1992.
5. US 5211164, 1993. 5. US 5211164, 1993.
6. US 5222499, 1993. 6. US 5222499, 1993.
7. US 5273043, 1993. 7. US 5273043, 1993.
8. US 5383454, 1995. 8. US 5383454, 1995.
9. US 5672877, 1997. 9. US 5672877, 1997.
10. US 5769789, 1998. 10. US 5769789, 1998.
11. GB 2272772, 1992. 11. GB 2272772, 1992.
12. GB 2288305, 1994. 12. GB 2288305, 1994.
13. WO 97/36190, 1997. 13. WO 97/36190, 1997.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99113279/14A RU2171630C2 (en) | 1999-06-18 | 1999-06-18 | Method for matching of three-dimensional images obtained with the aid of computer tomographs operating on the basis of various physical principles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99113279/14A RU2171630C2 (en) | 1999-06-18 | 1999-06-18 | Method for matching of three-dimensional images obtained with the aid of computer tomographs operating on the basis of various physical principles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99113279A RU99113279A (en) | 2001-04-20 |
| RU2171630C2 true RU2171630C2 (en) | 2001-08-10 |
Family
ID=35454232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99113279/14A RU2171630C2 (en) | 1999-06-18 | 1999-06-18 | Method for matching of three-dimensional images obtained with the aid of computer tomographs operating on the basis of various physical principles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2171630C2 (en) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2453271C2 (en) * | 2006-10-31 | 2012-06-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Bed for patient for system of obtaining pet/mp images |
| RU2457503C2 (en) * | 2006-12-19 | 2012-07-27 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Motion correction in positron emission/magnetic resonance hybrid imaging system |
| RU2469298C2 (en) * | 2007-09-24 | 2012-12-10 | Цзя ШУ | Image reconstruction method using three-dimensional x-ray photography |
| US8391570B2 (en) | 2005-07-08 | 2013-03-05 | Pnn Medical A/S | Method of guiding an irradiation equipment |
| WO2014011937A1 (en) * | 2012-07-12 | 2014-01-16 | The Regents Of The University Of California | Miniaturized magnetic resonance probe |
| RU2505267C1 (en) * | 2012-12-20 | 2014-01-27 | Владимир Владимирович Щедренок | Method for determining volume of membrane intracranial new growths |
| RU2521738C2 (en) * | 2009-02-17 | 2014-07-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Large-tunnel positron emission tomography and magnetic resonance (pet/mr) system |
| RU2527208C2 (en) * | 2008-12-18 | 2014-08-27 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Software bug and performance deficiency reporting system |
| RU2542918C1 (en) * | 2013-10-30 | 2015-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") | Method of determining modulus of elasticity and distribution thereof in structural components having undefined strength properties |
| RU2557466C2 (en) * | 2009-11-03 | 2015-07-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Computed tomographic scanner |
| RU2559930C2 (en) * | 2010-02-02 | 2015-08-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Formation of functional images |
| RU2562367C2 (en) * | 2009-09-29 | 2015-09-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Generating compound medical image |
| RU2563158C2 (en) * | 2009-09-11 | 2015-09-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Improvements to curved planar reformation |
| RU2571523C2 (en) * | 2010-03-11 | 2015-12-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Probabilistic refinement of model-based segmentation |
| RU2594101C2 (en) * | 2010-10-26 | 2016-08-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Device and method for hybrid reconstruction of object from projection data |
| RU2595757C2 (en) * | 2010-12-02 | 2016-08-27 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Device to superimpose images |
| RU185579U1 (en) * | 2018-07-06 | 2018-12-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) | Product shape tracking device marker |
-
1999
- 1999-06-18 RU RU99113279/14A patent/RU2171630C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| U7S 5878102 A, 02.03.1999. * |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8391570B2 (en) | 2005-07-08 | 2013-03-05 | Pnn Medical A/S | Method of guiding an irradiation equipment |
| RU2453271C2 (en) * | 2006-10-31 | 2012-06-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Bed for patient for system of obtaining pet/mp images |
| RU2457503C2 (en) * | 2006-12-19 | 2012-07-27 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Motion correction in positron emission/magnetic resonance hybrid imaging system |
| RU2469298C2 (en) * | 2007-09-24 | 2012-12-10 | Цзя ШУ | Image reconstruction method using three-dimensional x-ray photography |
| RU2527208C2 (en) * | 2008-12-18 | 2014-08-27 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Software bug and performance deficiency reporting system |
| RU2521738C2 (en) * | 2009-02-17 | 2014-07-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Large-tunnel positron emission tomography and magnetic resonance (pet/mr) system |
| RU2563158C2 (en) * | 2009-09-11 | 2015-09-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Improvements to curved planar reformation |
| RU2562367C2 (en) * | 2009-09-29 | 2015-09-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Generating compound medical image |
| RU2557466C2 (en) * | 2009-11-03 | 2015-07-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Computed tomographic scanner |
| RU2559930C2 (en) * | 2010-02-02 | 2015-08-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Formation of functional images |
| RU2571523C2 (en) * | 2010-03-11 | 2015-12-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Probabilistic refinement of model-based segmentation |
| RU2594101C2 (en) * | 2010-10-26 | 2016-08-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Device and method for hybrid reconstruction of object from projection data |
| RU2595757C2 (en) * | 2010-12-02 | 2016-08-27 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Device to superimpose images |
| WO2014011937A1 (en) * | 2012-07-12 | 2014-01-16 | The Regents Of The University Of California | Miniaturized magnetic resonance probe |
| US10094893B2 (en) | 2012-07-12 | 2018-10-09 | The Regents Of The University Of California | Miniaturized magnetic resonance probe |
| RU2505267C1 (en) * | 2012-12-20 | 2014-01-27 | Владимир Владимирович Щедренок | Method for determining volume of membrane intracranial new growths |
| RU2542918C1 (en) * | 2013-10-30 | 2015-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") | Method of determining modulus of elasticity and distribution thereof in structural components having undefined strength properties |
| RU185579U1 (en) * | 2018-07-06 | 2018-12-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) | Product shape tracking device marker |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2171630C2 (en) | Method for matching of three-dimensional images obtained with the aid of computer tomographs operating on the basis of various physical principles | |
| Van den Elsen et al. | Medical image matching-a review with classification | |
| Maurer et al. | A review of medical image registration | |
| Maguire Jr et al. | Graphics applied to medical image registration | |
| Evans et al. | Anatomical-functional correlative analysis of the human brain using three dimensional imaging systems | |
| Hajnal et al. | Medical image registration | |
| Hill et al. | Registration of MR and CT images for skull base surgery using point-like anatomical features | |
| Hoffman et al. | 3-D phantom to simulate cerebral blood flow and metabolic images for PET | |
| EP1365685B1 (en) | 3d planning target volume | |
| Zubal et al. | Two dedicated software, voxel-based, anthropomorphic (torso and head) phantoms | |
| JP2002330958A (en) | Method and device for selecting and displaying medical image data | |
| CN104011773A (en) | Sequential image acquisition method | |
| CN1895185B (en) | Method for displaying information of checking region of checked object and influence of drug in vivo. | |
| Lemoine et al. | An anatomical-based 3D registration system of multimodality and atlas data in neurosurgery | |
| Steinmetz et al. | Individual integration of positron emission tomography and high-resolution magnetic resonance imaging | |
| Viergever et al. | Integrated presentation of multimodal brain images | |
| WO1991014397A1 (en) | Three-dimensional graphics simulation and actual imaging data composite display | |
| RUBIN et al. | 1978 memorial award paper: a computer-aided technique for overlaying cerebral angiograms onto computed tomograms | |
| Zanzonico et al. | Introduction to clinical and laboratory (small-animal) image registration and fusion | |
| Mountz et al. | Validation of a reference method for correlation of anatomic and functional brain images | |
| Zaidi | Medical Imaging: Current status and future perspectives | |
| Brown et al. | Landmark-based 3D fusion of SPECT and CT images | |
| Farrell et al. | Graphical 3D medical image registration and quantification | |
| Baum | Multimodal breast imaging: Registration, visualization, and image synthesis | |
| Barillot et al. | PC software package to confront multimodality images and a stereotactic atlas in neurosurgery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040619 |