Co-registrazione multimodale cross-device e senza marcatori di modalità di imaging preclinico

I sistemi di imaging multimodale preclinico integrati, come la tomografia computerizzata a raggi X (TC) combinata con la tomografia a emissione di positroni (PET) o la risonanza magnetica (MRI) combinata con la PET, sono ampiamente disponibili e in genere forniscono volumi co-registrati in modo robusto. Tuttavia, sono spesso necessari dispositivi separati per combinare una risonanza magnetica autonoma con una PET-CT esistente o per incorporare dati aggiuntivi dalla tomografia ottica o dalla microtomografia a raggi X ad alta risoluzione. Ciò richiede la co-registrazione delle immagini, che coinvolge aspetti complessi come la progettazione multimodale del letto del mouse, l'inclusione di marcatori fiduciali, la ricostruzione dell'immagine e la fusione di immagini basata su software. I marcatori fiduciali spesso pongono problemi per i dati in vivo a causa di problemi di gamma dinamica, limitazioni del campo visivo di imaging, difficoltà nel posizionamento del marcatore o perdita del segnale del marcatore nel tempo (ad esempio, a causa dell'essiccazione o del decadimento). Queste sfide devono essere comprese e affrontate da ciascun gruppo di ricerca che richiede la co-registrazione delle immagini, con conseguenti sforzi ripetuti, poiché i dettagli rilevanti sono raramente descritti nelle pubblicazioni esistenti.

Questo protocollo delinea un flusso di lavoro generale che consente di superare questi problemi. Sebbene inizialmente venga creata una trasformazione differenziale utilizzando marcatori fiduciali o strutture visive, tali marcatori non sono necessari nelle scansioni di produzione. I requisiti per i dati del volume e i metadati generati dal software di ricostruzione sono dettagliati. La discussione riguarda il raggiungimento e la verifica dei requisiti separatamente per ciascuna modalità. Viene descritto un approccio basato su phantom per generare una trasformazione differenziale tra i sistemi di coordinate di due modalità di imaging. Questo metodo mostra come co-registrare le scansioni di produzione senza fiducial marker. Ogni passaggio è illustrato utilizzando il software disponibile, con raccomandazioni per i fantasmi disponibili in commercio. Viene mostrata la fattibilità di questo approccio con diverse combinazioni di modalità di imaging installate in vari siti.