Registration
Registration
O registado é o processo mediante o qual se sobrepõem de forma coincidente duas imagens médicas tomadas em momentos temporários diferentes, correspondentes à mesma parte do corpo e geralmente ao mesmo paciente, a fim de poder comprovar a evolução de uma lesão/doença/operação.
Mediante esta comparação de imagem estudam-se as diferenças entre ambas, mas para que isto seja possível da maneira mais intuitiva possível se tem de conseguir a coincidência por sobreposição o mais exacta possível. Isto tem de se fazer com duas imagens que, além de ter sido tomadas em momentos temporários diferentes, podem provir de equipas diferentes (outro modelo de scanner, por exemplo) e nos que não se pode garantir que a posição na que estava colocado o paciente tem sido exactamente a mesma (variações em orientação e deslocação).
Um resumo dos possíveis cenários de registado é:
- estruturas anatómicas quase coincidentes: duas imagens que as mesmas estruturas anatómicas, de tamanho similar, estão presentes em ambas.
- variações na escultura do paciente: particularmente no caso de meninos, onde o crescimento natural faz com que existam diferenças de tamanho do corpo inteiro.
- estruturas anatómicas com volumes diferentes: quando a evolução de uma massa tumoral que cresceu ao longo do tempo é estudada, ela aumentou em volume em uma das imagens (pode ser a mais recente ou a mais antiga) e pode ter deslocado outras estruturas anatómicas ou órgãos adjacentes
- estruturas anatómicas inexistentes: após a cirurgia (ou tratamento) em que parte do tecido (órgão, tumor, osso, etc.) foi removido, pares de elementos que não existem em uma das imagens devem ser comparados.
Descrição do procedimento
En líneas generales el procedimiento a seguir es el de cargar ambas imágenes una junto a la otra, identificar puntos comunes en cada una (los puntos van emparejados, se toma uno en la imagen A y otro en la imagen B. Si ambas imágenes presentan la misma orientación, no será necesario aplicar distorsión alguna para hacerlas coincidir; pero esto no suele ser lo más común. Entonces se ha de seleccionar cual de las dos imágenes con las que se trabaja (A o B) se va a aplicar una distorsión para lograr la coincidencia plena.
A hora de determinar os pontos comuns em ambas as imagens, pode ser necessário se mover entre as diferentes slices das três vistas disponíveis para que na imagem A e B se esteja a mostrar a mesma informação anatómica.
Módulos
Os módulos de registado podem-se encontrar na metade inferior do desdobrável de módulos (Figure 1), estão agrupados baixo o nome Registration:
Tradicionalmente utilizou-se o registado em imagens cerebrais, daí que vários dos módulos estejam orientados a estes casos específicos.
*Terminología
- Landmark: pontos representativos da imagem (seleccionados pelo utente em ambas imagens) para assegurar a coincidência
- Fixed volume: imagem que não vai sofrer transformação alguma
- Moving volume: imagem que se vai transformar para a fazer coincidir com a que se seleccionou como fixed volume
Ejemplo: landmark registration
Carga de volúmenes
Una vez cargados los dos juegos de imágenes, se abre el módulo Registration\Landmark registration. En ese momento el módulo pide al usuario que determine cual va a ser el fixed volume y el moving volume (Figure 2) utilizando los desplegables, al hacer click en cada uno de ellos se puede ver cuales son los volúmenes cargados en la escena actual y seleccionar el que corresponda.
La distribución de la pantalla cambia y pasa a ser una rejilla de 3x3 (Figure 3). Por columnas, se muestran las vistas axial, coronal y sagital en las columnas 1, 2 y 3 (esta es la distribución por defecto, a no ser que el usuario decida modificarlo). Por filas se muestra el fixed volume en la fila 1, el moving volume en la fila 2 y el resultado de la superposición de ambos en la fila 3, que pasará a llamarse -transformed.
Selección layout
Si se desea modificar este layout, se hará desde el panel del módulo, modificando las siguientes opciones (Figure 4). Si no fuera relevante alguna de las vistas se puede desactivar y así no ocupa espacio en pantalla, controlar la transparencia de la superposición de imágenes e incluso el zoom:
Translations:Registrado/17/pt
También, si se desea cambiar los volúmenes con los que se esté trabajando, un poco más arriba en el panel del módulo, utilizando el botón Select Volumes to Register se vuelve al menú de selección descrito en Figure 2.
Por exemplo, seleccionando Coronal o layout fica assim (Figure 5):
Landmarks
Los puntos de cotejamiento, o landmarks, se añaden en el apartado Landmarks del panel del módulo, situado justo debajo de los descritos anteriormente (Figure 6).
Se pulsa el botón ADD y se sitúa el punto (el cursor cambia automáticamente y pasamos a estar en modo fiducials) en el fixed volume haciendo click en el lugar deseado. El programa situará automáticamente ese mismo punto (llamado L-0 en la imagen de ejemplo) en el moving volume. Lo ideal es que estos puntos se coloquen en elementos representativos de ambas imágenes y que sean fácilmente identificables.
Ahora, tal y como se ve en la imagen (Figure 7), el usuario ha puesto el punto en la vista de la primera columna (verde) y Slicer ha puesto el punto en la vista de la segunda columna (amarilla). El landmark de la moving volume no está en el mismo lugar que el de la imagen de la fixed volume (Slicer simplemente lo sitúa en las mismas coordenadas, sin tener en cuenta la imagen y lo que en ella se representa), así que para corregir su localización se hace click en el botón REFINE LANDMARK que está justo debajo de la lista de landmarks presentes en el registrado actual. Entonces podremos desplazar manualmente, pinchando y arrastrando, el landmark del moving volume hasta la posición que consideremos visualmente correcta.
Se continúa añadiendo landmarks hasta considerar que se han puesto los necesarios para el ajuste correcto de ambas imágenes, en este punto del proceso de trabajo dispondremos de un conjunto de puntos (Figure 8), que vienen definidos por su nombre. Se pueden seleccionar haciendo click en el cursor con el icono del crosshair y eliminarse con el icono de la papelera.
El refinado de los landmarks puede apoyarse en dos métodos de refinamiento, BRAINSFit y SimpleITK, pero ninguno de estos métodos suple al operador y a su criterio.
Registration
No existe un canon que determine el método de registrado a aplicar, puesto que depende de diferentes factores en cada caso, como pueden ser el tipo de imágenes con las que se trabaje, la calidad de las mismas, la anatomía que se esté visualizando y los resultados esperados. Un método estándard y bastante abierto a configuración por parte del usuario es el de la 'Affine Registration (Figure 9), que permite estos tres niveles de ajuste:
- Rigid: permite traslaciones y rotaciones
- Similarity: rigid + cambios de escala uniforme
- Affine: Similarity + deformación
La transformación afín se denomina también transformación lineal y viene definida por diferentes matrices para pasar de un conjunto de coordenadas iniciales a otras [Wikpedia Affine Transformation].
Dependendo da qualidade e quantidade de landmarks seleccionados o registado será mais ou menos exacto e é tarefa do operador ir refinando os landmarks para que o resultado seja o mais óptimo possível.
