Dissertação

{pt_PT=Enhanced CT/MRI non-rigid brain registration with a custom phantom} {} EVALUATED

{pt=A distorção presente nas imagens obtidas por ressonância magnética provoca uma baixa precisão na localização de tumores e/ou lesões no cérebro, como tal, estas imagens precisam de correção. Esta correção pode ser obtida assumindo uma imagem TAC como base e através do registo médico entre as duas modalidades de imagem. Neste trabalho, várias transformações de coordenadas foram aplicadas às imagens da ressonância, podendo estas ser divididas em linear e não-linear, consoante os graus de liberdade das mesmas. Registos médicos lineares foram primeiramente escolhidos para centrar as imagens e os registos não-lineares foram depois realizados para corrigir a distorção. Para atingir o objetivo desta tese, dois softwares foram necessários: o 3D Slicer, para visualização e análise de imagens médicas e o Matlab, uma plataforma de programação. Um fantoma de calibração, em forma de caixa com uma rede interior de pontos, foi também usado de forma a aceder com precisão às posições dos pontos de controlo da TAC e os pontos deformados da ressonância. Deste modo obtiveram-se transformações capazes de guiar os pontos distorcidos para a posição desejada. A melhor transformação obtida levou a um erro final com um valor máximo de 1.55 mm e médio de 0.64 mm, o que está abaixo do valor mínimo necessário para proceder à realização de uma cirurgia no cérebro. Essa transformação foi depois aplicada a imagens obtidas por ressonância de um paciente real para confirmar se a correção obtida funcionaria para qualquer objeto digitalizado pela mesma máquina de ressonância magnética., en=Distortion in magnetic resonance imaging leads to inaccurate location of brain tumours and/or lesions and therefore, MR images need correction in order to overcome that artifact. This correction can be achieved by having as ground truth CT (computed tomography) images and by performing a registration between these two modalities. In this work, many transformations were applied to the raw MR images, and these can be divided into linear and non-linear, depending on the degrees of freedom. Linear registrations were used to firstly align the CT and MR images and the non-linear registrations were then performed to correct the so-called distortion. To achieve the goal of this thesis, two softwares were used: 3D Slicer, to visualization and analysis of medical images and Matlab, a programming platform. A calibration phantom was also necessary, the one chosen consists of a box-shaped grid with equally spaced spheres. This way one could accurately access the positions of the target CT control points and the MRI deformed points to obtain a transformation capable of bringing these last ones to the desired positions. The best transformation obtained led to a final error with maximum value of 1.55 mm and an average value of 0.64 mm which is below the upper limit necessary to allow for a brain surgery to occur. That transformation was then applied to a real patient MR images to confirm if the correction would work for every object scanned by that specific MRI machine.}
{pt=ressonância magnética, tomografia computadorizada, registo, fantoma, transformações, en=magnetic resonance, computed tomography, registration, phantom, transformations}

janeiro 27, 2021, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Jorge Manuel Mateus Martins

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado

ORIENTADOR

Manuel Herculano Melo de Carvalho

Centro Hospitalar de Lisboa Norte, EPE

Assistente Graduado de Neurocirurgia