Atualização e Técnicas Avançadas em CAT3D – 2015

Novos recursos do Registro e Fusão multimodal de imagens

Armando Alaminos Bouza.Equipe de desenvolvimento MNPS-CAT3D.

Mevis Informática Médica LTDA.

São Paulo. 14 de Novembro 2015.

Até a versão 7.12.15 o CAT3D apresentava dois caminhos para iniciar o registro:

• Registro por POIs (necessita 4 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

Para resolver os casos anteriores e ainda usufruir das vantagens da Maximização de MIpodemos 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 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.

Por ser a primeira implementação do método devemos adicionar facilidades nas futuras atualizações do CAT3D, mas já hoje é bem simples de usar.

A seguir vamos descrever a forma de operação com o novo método.

Cada vez que o CAT3D 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.

Layout da janela de trabalho para criar pares de pontos vinculados

• 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”.

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

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)

Após o terceiro par de pontos o CAT3D verifica se já existem condições para iniciar a maximização da MI. Observar o sinal: “Matching looks GOOD !” .

Pon

tos

no

fas

tígi

o d

o IV

ven

tríc

ulo

NOTA :

Nas 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.

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.

Direita (início da sequência) Esquerda

Com apenas três pares de pontos o CAT3D 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

Caso as condições da lâmina anterior não sejam válidas, 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 CAT3D 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.

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

Os recursos de registro e fusão de imagens são praticamente idênticos entre os sistemas CAT3D e MNPS, por isso a documentação pode ser consultada em comum.