Multi-modal image fusion during minimally invasive treatment
Daniël Ruijters · Lirias · 2010
Gedurende minimaal invasieve medische behandelingen vertrouwt de arts en kel op radiologische beelden om het verloop van de interventie te sturen . De diagnose en het behandelplan is vaak voorafgaand aan de behandeling uitgevoerd op basis van tomografische beelden. Deze bieden een gedetail leerde afspiegeling van de anatomie en pathologie van de patiënt. In dit proefschrift wordt de fusie van deze verschillende typen van beelden vo orgesteld, om de arts meer relevante data om de procedure te leiden aan te bieden. Aangezien deze fusie tijdens de klinische interventie wordt v erricht, is het essentieel dat de noodzakelijke technische stappen binne n een beperkte tijdsduur kunnen worden uitgevoerd. Verder is het vitaal dat de resulterende beelden eenvoudig zijn te interpreteren tijdens de b ehandeling. De technische stappen, die in dit proefschrift worden beschr even, omvatten snelle en intuïtieve visualisatie van de gefuseerde data en snelle coregistratie van meerdere beelddatasets. De parallelle rekenkracht van de grafische processor eenheid (GPU) wordt benut om optimale prestaties te behalen in de visualisatie- en registra tiealgoritmes. Met betrekking tot visualisatie is er een toegesneden dir ecte volume rendering techniek ontwikkeld die rekening houdt met de spec ifieke eigenschappen van de GPU. Deze volume rendering techniek is vervo lgens toegepast in de efficiënte gezamenlijke visualisatie van meerdere datasets, en in de interactieve rendering naar autostereoscopische scher men. Een elastische registratiemethode, gebaseerd op B-splines, is op de GPU geïmplementeerd om minimale rekentijden te bereiken. Verder zijn re gistratiealgoritmes onderzocht die bedoeld zijn voor peri-interventionee l gebruik. Een registratiemethode die enkel de geometrie informatie van het Röntgen C-arm systeem gebruikt is beschreven, en er is een registrat iealgoritme ontwikkeld dat speciaal toegesneden op real-time vasculaire beelddata. De voorgestelde technische oplossingen zijn individueel gevalideerd, en zijn samengesteld geëvalueerd in drie concrete klinische toepassingen: m ultimodale roadmapping voor neurovasculaire behandeling, multimodale naa ld punctie planning en navigatie, en CT fusie met angiografische Röntgen voor het plaatsen van stents in vernauwingen in de kransslagader.