Multimodal cross-device og markørfri co-registrering af prækliniske billeddannelsesmodaliteter

Integrerede prækliniske multimodale billeddannelsessystemer, såsom røntgencomputertomografi (CT) kombineret med positronemissionstomografi (PET) eller magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) kombineret med PET, er bredt tilgængelige og giver typisk robust samregistrerede volumener. Imidlertid er der ofte behov for separate enheder for at kombinere en selvstændig MR med en eksisterende PET-CT eller for at inkorporere yderligere data fra optisk tomografi eller røntgenmikrotomografi i høj opløsning. Dette nødvendiggør billedsamregistrering, som involverer komplekse aspekter såsom multimodalt musesengedesign, fiducial markørinklusion, billedrekonstruktion og softwarebaseret billedfusion. Fiduciale markører udgør ofte problemer for in vivo-data på grund af problemer med dynamisk rækkevidde, begrænsninger i billedfeltet, vanskeligheder med markørplacering eller tab af markørsignaler over tid (f.eks. fra tørring eller henfald). Disse udfordringer skal forstås og adresseres af hver enkelt forskningsgruppe, der kræver billedsamregistrering, hvilket resulterer i gentagne indsatser, da de relevante detaljer sjældent er beskrevet i eksisterende publikationer.

Denne protokol skitserer en generel arbejdsgang, der overvinder disse problemer. Selvom en differentiel transformation oprindeligt skabes ved hjælp af fidusielle markører eller visuelle strukturer, er sådanne markører ikke nødvendige i produktionsscanninger. Kravene til mængdedata og de metadata, der genereres af rekonstruktionssoftwaren, er detaljerede. Diskussionen omfatter opfyldelse og kontrol af krav separat for hver modalitet. En fantombaseret tilgang beskrives for at generere en differentiel transformation mellem koordinatsystemerne for to billeddannelsesmodaliteter. Denne metode viser, hvordan man samregistrerer produktionsscanninger uden tillidsmarkører. Hvert trin er illustreret ved hjælp af tilgængelig software med anbefalinger til kommercielt tilgængelige fantomer. Gennemførligheden af denne tilgang med forskellige kombinationer af billeddannelsesmodaliteter installeret på forskellige steder vises.