RU2607958C1 - Способ совмещения мультимодальных изображений головного мозга - Google Patents
Способ совмещения мультимодальных изображений головного мозга Download PDFInfo
- Publication number
- RU2607958C1 RU2607958C1 RU2015151173A RU2015151173A RU2607958C1 RU 2607958 C1 RU2607958 C1 RU 2607958C1 RU 2015151173 A RU2015151173 A RU 2015151173A RU 2015151173 A RU2015151173 A RU 2015151173A RU 2607958 C1 RU2607958 C1 RU 2607958C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- modality
- markers
- localizer
- coordinate system
- coordinates
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 title claims abstract description 17
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 claims abstract description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims description 8
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 5
- 230000004807 localization Effects 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000000472 traumatic effect Effects 0.000 abstract 1
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 16
- 238000002600 positron emission tomography Methods 0.000 description 12
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 5
- 210000003478 temporal lobe Anatomy 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 238000002603 single-photon emission computed tomography Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 2
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 2
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 2
- 208000000044 Amnesia Diseases 0.000 description 1
- 206010002091 Anaesthesia Diseases 0.000 description 1
- 206010003571 Astrocytoma Diseases 0.000 description 1
- 206010010904 Convulsion Diseases 0.000 description 1
- 208000026139 Memory disease Diseases 0.000 description 1
- 206010060860 Neurological symptom Diseases 0.000 description 1
- 206010030113 Oedema Diseases 0.000 description 1
- 208000037273 Pathologic Processes Diseases 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000037005 anaesthesia Effects 0.000 description 1
- 206010002224 anaplastic astrocytoma Diseases 0.000 description 1
- 230000002902 bimodal effect Effects 0.000 description 1
- 230000036770 blood supply Effects 0.000 description 1
- 208000035269 cancer or benign tumor Diseases 0.000 description 1
- 210000003169 central nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 230000002490 cerebral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 1
- 238000007428 craniotomy Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 208000028326 generalized seizure Diseases 0.000 description 1
- 208000005017 glioblastoma Diseases 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000007794 irritation Effects 0.000 description 1
- 230000006984 memory degeneration Effects 0.000 description 1
- 208000023060 memory loss Diseases 0.000 description 1
- FFEARJCKVFRZRR-JJZBXVGDSA-N methionine c-11 Chemical compound [11CH3]SCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-JJZBXVGDSA-N 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 1
- 238000012633 nuclear imaging Methods 0.000 description 1
- 238000009206 nuclear medicine Methods 0.000 description 1
- 231100000915 pathological change Toxicity 0.000 description 1
- 230000036285 pathological change Effects 0.000 description 1
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 1
- 230000009054 pathological process Effects 0.000 description 1
- 230000002980 postoperative effect Effects 0.000 description 1
- 239000012217 radiopharmaceutical Substances 0.000 description 1
- 229940121896 radiopharmaceutical Drugs 0.000 description 1
- 230000002799 radiopharmaceutical effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 210000004761 scalp Anatomy 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000011477 surgical intervention Methods 0.000 description 1
- 208000011580 syndromic disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T1/00—General purpose image data processing
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицине, радиологии и может использоваться для диагностики и хирургического лечения функциональных расстройств и новообразований головного мозга. Фиксируют на черепе маркеры посредством конструкции, состоящей из локализатора с маркерами и прикрепленного к нему лотка с оттиском зубов, закрепляемой на верхней челюсти пациента при проведении томографического исследования. Получают мультимодальные томографические изображения. При этом в качестве маркеров используют мономодальные маркеры с индивидуальной для каждой модальности геометрией расположения маркеров на локализаторе. Маркеры каждой модальности крепят на соответствующий локализатор и проводят исследование на томографах соответствующей маркерам модальности, получая серии изображений головного мозга с маркерами. Последовательно определяют координаты маркеров локализатора соответствующей модальности и строят координатную систему (СК) локализатора первой модальности во внутренней СК томографа первой модальности и далее - каждого локализатора в СК томографа каждой из следующих модальностей. Затем поочередно фиксируют локализаторы используемых модальностей на измерительном устройстве, определяя координаты маркеров локализаторов в СК измерительного устройства. Строят СК локализаторов в СК измерительного устройства. Совмещают томографические изображения, определяя координаты выбранной точки изображения внутримозгового пространства пациента, полученного с помощью томографа первой модальности, вначале в СК локализатора первой модальности с последующим преобразованием координат этой точки из СК локализатора первой модальности в СК измерительного устройства, а затем - в СК локализатора следующей модальности и далее - в СК томографа соответствующей модальности. Способ обеспечивает повышение точности совмещения томографических изображений, полученных более чем в двух модальностях, за счет универсальности СК измерительного устройства, позволяющей проводить преобразование координат точек для неограниченного количества локализаторов с индивидуальными СК и мономодальными маркерами, оптимально подобранными для каждого томографического метода – для наилучшей контрастности изображения, при атравматичности, неинвазивности фиксации маркеров. 6 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к радиологии, и может найти применение для диагностики и хирургического лечения функциональных расстройств и новообразований головного мозга.
Комплексное использование совмещенных изображений различной модальности - изображений, полученных на томографах, работающих на различных физических принципах, становится повсеместной нормой в лечении и диагностике сложных заболеваний и поражений центральной нервной системы
Как правило, изображения различной модальности эффективно дополняют друг друга. Например, изображения, получаемые с помощью методик ядерной медицины, отражают функциональные характеристики исследуемого мозга, однако методы ядерной визуализации имеют относительно низкое пространственное разрешение. Поэтому нередко при анализе данных позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ) и однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ) возникают сложности с локализацией обнаруженных патологических изменений. Эту проблему в большинстве случаев позволяет решить совмещение мультимодальных изображений, полученных с помощью методов, выявляющих структурные (магнитно-резонансная и компьютерная томографии (MPT, КТ) и функциональные ОФЭКТ, ПЭТ изменения [Zaidi Н, Montandon ML, Alavi A. The clinical role of fusion imaging using PET, CT, and MR imaging // Magn. Reson. Imaging. Clin. N. Am., 2010. №18(1), P. 133-149].
Методам совмещения и корегистрации медицинских изображений посвящены многочисленные обзоры, главы монографий и диссертации [Hajnal J., Hawkes D., Hill D. Medical image registration, 2001. 382 p.]. Наибольшее распространение в клинической практике получили высокоточные методы совмещения изображений головного мозга, опирающиеся на систему фиксированных на голове пациента точечных ориентиров (fiducials), различимых на получаемых изображениях в применяемых модальностях. Неподвижность костей черепа пациента позволяет использовать при совмещении изображений простые математические алгоритмы «перемещения твердого тела» по совпадающим ориентирам [Pohjionen Н., Nikkinen P., et. al. Registration and display of brain SPECT and MRI using external markers Neuroradiology, 1996 V. 38. P. 108-114].
Внешние маркеры, фиксированные на голове пациента, используются всеми известными нейрохирургическими навигационными системами, как для совмещения многомодальных предоперационных томографических изображений головы пациента, так и для так называемой «регистрации» пациента (совмещение предоперационных объемных томографических изображений с реальным расположением головы в пространстве операционной).
Принципиально общая схема совмещения получаемых (бимодальных) изображений выглядит следующим образом. На изображениях для каждой модальности различными методами определяются центры маркеров, после чего, согласно некоторому критерию, находят математическое преобразование, оптимально совмещающее в пространстве два множества точек, состоящих из центров маркеров каждой модальности. После этого выполняют найденное преобразование.
В качестве внешних маркеров используются, например, приклеиваемые накожные маркеры, однако подвижность кожного покрова головы существенно сказывается на точности совмещения. Также известны точечные маркеры, ввинчиваемые под анестезией в кости черепа. Их главным недостатком является инвазивность фиксации и связанный с ней риск инфицирования [Jennifer R. et. al. Comparison between skin-mounted fiducials and bone-implanted fiducials for image-guided neurosurgery // Medical Imaging, 2004].
На рынке представлен широкий ассортимент мультимодальных маркеров, различных по форме, размеру и составу.
Наиболее близким к предлагаемому методу совмещения изображений является способ с использованием фиксации контрастных для применяемых томографов различных модальностей маркеров с помощью конструкции, фиксируемой на зубах верхней челюсти пациента [Capek М. et al. Multimodal medical volume registration based on spherical markers // WSCG, 2001. P. 17-24].
На вакуумном зубодержателе, включающем оттиск зубов верхней челюсти пациента (VBH mouthpiece), устанавливается референтная рама (локализатор) с двенадцатью MPT/КТ контрастными сферическими двухмодальными маркерами известного диаметра. Пациент прикусывает зубодержатель с фиксированной референтной рамой. Последовательно проводится сканирование головы пациента с помощью MP- и КТ-томографов. На полученных объемных изображениях для каждой модальности находят изображения всех маркеров. С помощью специального программного обеспечения находят «центры» маркеров. При этом возможны режимы автоматического и полуавтоматического обнаружения маркеров. При полуавтоматическом обнаружении сами маркеры находятся вручную оператором. Программно определяются парные изображения маркеров на томограммах различной модальности. С помощью стандартных методов определяют оптимальные параметры сдвига и поворота для изображения головы пациента в одной модальности (например, КТ) по отношению к изображению в другой модальности (МРТ). Реализуют найденное оптимальное совмещение.
К достоинствам способа-прототипа относятся:
- высокоточное и воспроизводимое позиционирование локализатора, с фиксированными на нем сферическими двухмодальными маркерами, относительно верхней челюсти пациента;
- возможность быстрого автоматического поиска и центрирования маркеров на изображениях;
- атравматичность фиксации маркеров.
Вместе с тем, способ не лишен недостатков:
- способ описан как универсальный, однако он ориентирован в основном на совмещение МРТ/КТ изображений и не позволяет совмещать изображения, полученные в томографах трех и более модальностей (например, ПЭТ, КТ и МРТ), что ограничивает возможность его применения;
- основным недостатком является предположение, что центры изображений маркеров, полученных на томографах, работающих на различных физических принципах, расположены одним и тем же образом относительно точек внутримозгового пространства головы пациента, что снижает его точность.
Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении точности совмещения томографических изображений, полученных в двух и более модальностях, за счет универсальности системы координат измерительного устройства, позволяющей проводить преобразование координат точек для неограниченного количества локализаторов с индивидуальными системами координат и мономодальными маркерами, оптимально подобранными для каждого томографического метода - для наилучшей контрастности изображения маркеров, при атравматичности, неинвазивности фиксации маркеров.
Этот результат достигается тем, что в известном способе совмещения мультимодальных изображений головного мозга, включающем фиксацию на черепе маркеров посредством конструкции, состоящей из локализатора с маркерами и прикрепленного к нему лотка с оттиском зубов, закрепляемой на верхней челюсти пациента при проведении томографического исследования, и получением мультимодальных томографических изображений, согласно изобретению
используют мономодальные маркеры с индивидуальной для каждой модальности геометрией расположения маркеров на локализаторе,
маркеры каждой модальности крепят на соответствующий локализатор и проводят исследование на томографах соответствующей маркерам модальности, получая серии изображений головного мозга с маркерами,
последовательно определяют координаты маркеров локализатора соответствующей модальности и строят координатную систему локализатора первой модальности во внутренней системе координат томографа первой модальности и далее - каждого локализатора в системе координат томографа каждой из следующих модальностей,
затем поочередно фиксируют локализаторы используемых модальностей на измерительном устройстве, определяя координаты маркеров локализаторов в системе координат измерительного устройства и строят системы координат локализаторов в системе координат измерительного устройства,
совмещают томографические изображения, определяя координаты выбранной точки изображения внутримозгового пространства пациента, полученного с помощью томографа первой модальности, вначале в системе координат локализатора первой модальности с последующим преобразованием координат этой точки из системы координат локализатора первой модальности в систему координат измерительного устройства, а затем - в систему координат локализатора следующей модальности и далее - в систему координат томографа соответствующей модальности.
Определение координат всех маркеров в трехмерной системе координат измерительного устройства дает возможность произвести взаимные преобразования систем координат локализаторов и томографов, что позволяет выполнять маркеры мономодальными (индивидуальными для каждого томографа).
Использование измерительного устройства с единой системой координат позволяет производить преобразование неограниченного количества локализаторов с мономодальными метками, подобранными для каждого томографического метода, и индивидуальными системами координат, что расширяет область применения способа.
Выполнение маркеров мономодальными обеспечивает повышение точности нахождения центров маркеров на томографических изображениях ввиду их физической однородности, что позволяет повысить точность совмещения томографических изображений. Кроме того, это позволяет подобрать оптимальный состав маркера, дающий наибольшую контрастность на томографических изображениях в сравнении с «универсальными» двухмодальными маркерами.
Индивидуальная геометрия расположения маркеров на локализаторах дает возможность располагать маркеры оптимально по отношению к области интереса во внутримозговом пространстве и адаптировать геометрию расположения их к условиям проведения томографического исследования.
Для лучшего понимания сущности заявляемого способа приводим последовательность действий:
1. С помощью зубоврачебной оттискной массы, размещенной в специальном лотке (см. фиг. 1а), изготавливают оттиск зубов и альвеолярного отростка пациента. Затем лоток закрепляют на локализаторе с маркерами, различимыми на томографе первой модальности (например, на МРТ-локализаторе, имеющем в своей конструкции контрастные для магнитного резонанса метки, фиг. 1б). После этого голову пациента с закрепленным на ней локализатором первой модальности помещают в томограф и проводят исследование, в результате которого получают серию изображений головного мозга с маркерами.
2. Проводят аналогичное исследование головы пациента на томографе второй модальности, фиксируя на зубах тот же лоток с закрепленным на нем локализатором второй модальности.
3. Находят сечения головы, содержащие изображения маркеров локализатора в серии изображений головы пациента, полученных на томографе первой модальности (см. фиг. 3б).
4. Измеряют томографические координаты маркеров локализатора первой модальности (см. фиг. 3а).
5. Находят сечения, содержащие изображения маркеров локализатора в серии изображений головы пациента, полученных на томографе второй модальности.
6. Измеряют томографические координаты маркеров локализатора второй модальности.
7. Строят координатную систему локализатора первой модальности во внутренней системе координат томографа первой модальности при помощи разработанного программного обеспечения, определяя при этом положение начала координат и матрицы векторов, коллинеарных осям системы координат локализатора (см. фиг. 2).
8. При помощи программного обеспечения аналогично строят координатную систему локализатора второй модальности во внутренней системе координат томографа второй модальности.
9. Поочередно фиксируют оба локализатора на посадочном месте измерительного устройства (см. фиг. 4а и 4б).
10. Измеряют координаты маркеров обоих локализаторов в системе координат измерительного устройства. При помощи программного обеспечения строят координатные системы локализаторов в системе координат измерительного устройства, определяя положения начал координат и матрицы векторов, коллинеарных осям систем координат локализаторов.
11. Определяют положение выбранной точки внутримозгового пространства пациента (точки изображения, полученного с помощью томографа первой модальности) в системе координат локализатора первой модальности во время проведения томографического исследования.
12. Преобразуют координаты точки, найденные в п. 11, из системы координат локализатора первой модальности в систему координат измерительного устройства с помощью соответствующей матрицы, полученной в п. 10. Таким образом, определяют положение точки, найденной в п. 11, в системе координат измерительного устройства на момент фиксации локализатора первой модальности на посадочном месте измерительного устройства (см. фиг. 4б).
13. Преобразуют координаты точки, найденные в п. 12, из системы координат измерительного устройства в систему координат локализатора второй модальности с помощью соответствующей матрицы, полученной в п. 10. То есть определяют положение точки, найденной в п. 12, в системе координат локализатора второй модальности на момент его фиксации на посадочном месте измерительного устройства (см. фиг. 4б).
Точка с координатами в системе координат локализатора второй модальности, найденными в п. 13, совпадает с переводимой точкой внутримозгового пространства, соответствующей выбранной точке на изображении, полученном в томографе первой модальности, когда локализатор второй модальности зафиксирован на голове пациента с помощью зубного оттиска.
14. Определяют положение переводимой точки в системе координат томографа второй модальности. Координаты точки, найденные в п. 13, с помощью данных, полученных в п. 8, преобразуют из системы координат локализатора второй модальности в систему координат томографа второй модальности.
Проведенные таким образом преобразования позволяют выполнить совмещение томографических изображений и схематично представлены на фиг. 5.
Сущность способа поясняется примером.
Больной Д., 1952 года рождения, поступил в хирургическое отделение ИМЧ РАН 14.09.15 с диагнозом: глиобластома правой височной доли, эпилептиморфный синдром.
Поступил с жалобами на общую слабость, гиподинамию, рассеянность, снижение памяти, единичный первично генерализованный припадок от 24.08.2015. При проведении МРТ головного мозга обнаружена внутримозговая опухоль правой височной доли.
Объективно: состояние при поступлении компенсированное, клиническая картина представлена общемозговыми симптомами, снижением оперативной памяти в сочетании с ирритационной симптоматикой.
Принято решение провести ПЭТ/КТ с 11С-метионином и МРТ с изометрической Т1 импульсной последовательностью (Т1-ВИ) головного мозга с локализаторами. 17.09.2015. Пациенту изготовлен индивидуальный зубной оттиск на основе титанового лотка и термопластичной стоматологической массы «Стенс». МРТ- и КТ-локализаторы поочередно были закреплены на посадочном месте измерительного устройства, после чего были измерены их координаты (в системе координат измерительного устройства).
Выполнены МРТ и ПЭТ/КТ исследования головного мозга пациента с использованием МРТ- и КТ-локализаторов соответственно. Исследования проводились на томографах: магнитно-резонансный томограф Philips Achieva 3 Тл (с рабочей станцией), совмещенный ПЭТ/КТ сканер General Electric Discovery 710 (с рабочей станцией).
В серии КТ изображений головы пациента были найдены сечения с изображениями маркеров КТ-локализатора и измерены координаты маркеров в системе координат КТ-томографа. Аналогично, в серии МРТ изображений головы пациента были найдены сечения с изображениями маркеров МРТ-локализатора и измерены координаты маркеров в системе координат МРТ-томографа.
На серии ПЭТ-изображений определяется кольцевидный очаг (фиг. 6а) повышенного накопления РФП в передних отделах правой височной доли. Реконструировано плоское изображение, на котором образование отображено полностью.
На КТ-изображении головы пациента, пространственно идентичном реконструированному ПЭТ-изображению, структурные изменения в области повышенного накопления РФП четко не дифференцируются.
Далее, на полученном КТ-изображении (фиг. 6б) были выбраны три точки, затем были измерены их координаты в системе координат КТ-томографа. Координаты каждой точки преобразованы последовательно в систему координат КТ-локализатора, затем в систему координат измерительного устройства, затем в систему координат МРТ-локализатора и, наконец, в систему координат МРТ-томографа. Через три преобразованные точки проведена плоскость (фиг. 6в), соответствующая выбранному реконструированному ПЭТ-изображению очага накопления РФП. На полученном МРТ-срезе (фиг. 6в) в передних отделах правой височной доли в области верхней височной извилины определяется с четкими контурами крупное патологическое объемное образование неоднородной структуры, гипоинтенсивное на Т1-ВИ, которое окружено выраженным перифокальным отеком. Прилежащие к образованию ликворосодержащие пространства имеют тенденцию к сдавлению (компримированы).
20.09.15 г. выполнена операция: костнопластическая краниотомия в правой лобно-височной области, удаление опухоли правой височной доли под контролем безрамной нейронавигации и нейрофизиологическим мониторингом. Гистология: анапластическая астроцитома. После операции - пациент в ясном сознании, без нарастания очаговой неврологической симптоматики. Отмечено гладкое течение послеоперационного периода, швы сняты, пациент выписан 20.10.15 г. в удовлетворительном состоянии на амбулаторное лечение. Рекомендована явка в клинику через месяц для контрольного осмотра.
Вывод: благодаря совмещению ПЭТ/КТ и МРТ изображений удалось определить форму, размер и локализацию опухоли, оценить кровоснабжение новообразования и окружающих тканей, а также вовлеченность в патологический процесс смежных структур и тщательно спланировать оперативное вмешательство.
К настоящему времени в ИМЧ РАН с использованием предлагаемого способа проведено совмещение ПЭТ/КТ и МРТ изображений у пяти пациентов, что позволило облегчить диагностическую задачу локализации объемных образований головного мозга, осуществить детальное планирование стереотаксических вмешательств и избежать типичных ошибок повреждения стенки сосудов в ходе операций.
Предлагаемый способ по сравнению с известными имеет ряд существенных преимуществ.
1. Обеспечивает повышение точности совмещения томографических изображений, что выгодно отличает его от прототипа и других известных способов.
2. Позволяет совмещать изображения головного мозга, полученные в более чем двух модальностях, что расширяет область его применения.
3. Обеспечивает атравматичность и неинвазивность фиксации маркеров в отличие от способов, в которых маркеры фиксируются в костях черепа пациента.
4. Обеспечивает корректность математических алгоритмов совмещения изображений и минимизацацию погрешности определения координат маркеров в результате жесткой фиксации локализаторов, в отличие от способов, использующих накожные маркеры.
Способ разработан в ИМЧ РАН и прошел клиническую апробацию у пяти пациентов с положительным результатом.
Claims (1)
- Способ совмещения мультимодальных изображений головного мозга, включающий фиксацию на черепе маркеров посредством конструкции, состоящей из локализатора с маркерами и прикрепленного к нему лотка с оттиском зубов, закрепляемой на верхней челюсти пациента при проведении томографического исследования, и получение мультимодальных томографических изображений, отличающийся тем, что используют мономодальные маркеры с индивидуальной для каждой модальности геометрией расположения маркеров на локализаторе, маркеры каждой модальности крепят на соответствующий локализатор и проводят исследование на томографах соответствующей маркерам модальности, получая серии изображений головного мозга с маркерами, последовательно определяют координаты маркеров локализатора соответствующей модальности и строят координатную систему локализатора первой модальности во внутренней системе координат томографа первой модальности и далее - каждого локализатора в системе координат томографа каждой из следующих модальностей, затем поочередно фиксируют локализаторы используемых модальностей на измерительном устройстве, определяя координаты маркеров локализаторов в системе координат измерительного устройства, и строят системы координат локализаторов в системе координат измерительного устройства, совмещают томографические изображения, определяя координаты выбранной точки изображения внутримозгового пространства пациента, полученного с помощью томографа первой модальности, вначале в системе координат локализатора первой модальности с последующим преобразованием координат этой точки из системы координат локализатора первой модальности в систему координат измерительного устройства, а затем - в систему координат локализатора следующей модальности и далее - в систему координат томографа соответствующей модальности.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015151173A RU2607958C1 (ru) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | Способ совмещения мультимодальных изображений головного мозга |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015151173A RU2607958C1 (ru) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | Способ совмещения мультимодальных изображений головного мозга |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2607958C1 true RU2607958C1 (ru) | 2017-01-11 |
Family
ID=58455878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015151173A RU2607958C1 (ru) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | Способ совмещения мультимодальных изображений головного мозга |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2607958C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022178329A1 (en) * | 2021-02-22 | 2022-08-25 | The Johns Hopkins University | Methods and related aspects for classifying lesions in medical images |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2130759C1 (ru) * | 1997-12-23 | 1999-05-27 | Аничков Андрей Дмитриевич | Способ наведения стереотаксического инструмента на целевую точку |
| US6419680B1 (en) * | 1993-06-10 | 2002-07-16 | Sherwood Services Ag | CT and MRI visible index markers for stereotactic localization |
| US7925326B2 (en) * | 2004-09-03 | 2011-04-12 | Siemens Molecular Imaging, Inc. | Solid fiduciary marker for multimodality imaging |
| RU143299U1 (ru) * | 2013-03-14 | 2014-07-20 | Симбионикс Лтд. | Система моделирования медицинской процедуры (варианты) |
-
2015
- 2015-11-27 RU RU2015151173A patent/RU2607958C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6419680B1 (en) * | 1993-06-10 | 2002-07-16 | Sherwood Services Ag | CT and MRI visible index markers for stereotactic localization |
| RU2130759C1 (ru) * | 1997-12-23 | 1999-05-27 | Аничков Андрей Дмитриевич | Способ наведения стереотаксического инструмента на целевую точку |
| US7925326B2 (en) * | 2004-09-03 | 2011-04-12 | Siemens Molecular Imaging, Inc. | Solid fiduciary marker for multimodality imaging |
| RU143299U1 (ru) * | 2013-03-14 | 2014-07-20 | Симбионикс Лтд. | Система моделирования медицинской процедуры (варианты) |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| CAPEK M. et al. Multimodal medical volume registration based on spherical merkers// WSCG, 2001, vol.1, p.17-24. * |
| MATTHIES P.et al. Combination of intraoperative freehand SPECT imaging with MRI images for guidance and navigation// Conf.Proc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. 2013:3383-6, abstr. * |
| СЕРЕГИН А.Н. и др. Автоматизированный комплекс для стереотаксических операций// Сб. Навигация и управление движением, мат.докл. XIV конф.молод.учен., 2012, с.332-337. * |
| СЕРЕГИН А.Н. и др. Автоматизированный комплекс для стереотаксических операций// Сб. Навигация и управление движением, мат.докл. XIV конф.молод.учен., 2012, с.332-337. MATTHIES P.et al. Combination of intraoperative freehand SPECT imaging with MRI images for guidance and navigation// Conf.Proc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. 2013:3383-6, abstr. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022178329A1 (en) * | 2021-02-22 | 2022-08-25 | The Johns Hopkins University | Methods and related aspects for classifying lesions in medical images |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Maurer et al. | Registration of head volume images using implantable fiducial markers | |
| EP2407101B1 (en) | Open pet-mri machine | |
| Raabe et al. | Laser surface scanning for patient registration in intracranial image-guided surgery | |
| Enchev | Neuronavigation: geneology, reality, and prospects | |
| Rezai et al. | The interactive use of magnetoencephalography in stereotactic image-guided neurosurgery | |
| Adjamian et al. | Co-registration of magnetoencephalography with magnetic resonance imaging using bite-bar-based fiducials and surface-matching | |
| WO2015124023A1 (zh) | 一种局部专用的平板pet成像装置及方法、放疗机 | |
| Murphy et al. | Multimodality image-guided surgery for the treatment of medically refractory epilepsy | |
| Riva et al. | 3D intra-operative ultrasound and MR image guidance: pursuing an ultrasound-based management of brainshift to enhance neuronavigation | |
| JP5575491B2 (ja) | 医療画像診断装置 | |
| JPH08238257A (ja) | ステレオタクシシステム及びステレオタクシ方法 | |
| AU2004216658A1 (en) | Hybrid imaging method to monitor medical device delivery | |
| CA3005782C (en) | Neurosurgical mri-guided ultrasound via multi-modal image registration and multi-sensor fusion | |
| JPH11505356A (ja) | 多用途型定位装置及びその使用法 | |
| WO2018160615A1 (en) | Medical imaging apparatus comprising primary module and supplemental module and process thereof | |
| Hefft et al. | Safety of hybrid electrodes for single-neuron recordings in humans | |
| Tao et al. | The accuracy and reliability of 3D CT/MRI co-registration in planning epilepsy surgery | |
| US20150293200A1 (en) | Methods for Generating Imaging Biomarkers Based on Diffusion Tensor Imaging of the Spinal Cord | |
| JPH03210245A (ja) | 組織体を描画する装置 | |
| RU2607958C1 (ru) | Способ совмещения мультимодальных изображений головного мозга | |
| Hayashi et al. | Functional image-guided neurosurgical simulation system using computerized three-dimensional graphics and dipole tracing | |
| Lamm et al. | Co-registration of EEG and MRI data using matching of spline interpolated and MRI-segmented reconstructions of the scalp surface | |
| Pilipuf et al. | A noninvasive thermoplastic head immobilization system | |
| Reinges et al. | Virtual pointer projection of the central sulcus to the outside of the skull using frameless neuronavigation–accuracy and applications | |
| RU2257177C1 (ru) | Способ стереотаксического наведения узкого фотонного пучка на целевую точку головного мозга |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171128 |