Korekce pohybu v hrudních dynamických kontrastních CT datech

Abstract

Tato práce se zabývá pružnou registrací obrazů pro korekci pohybů v 4D hrudních dynamických kontrastních CT datech. Disparitní analýzou založenou na přizpůsobené filtraci je inicializováno deformační pole určující lokální deformace, jehož hodnoty jsou poté zpřesněny optimalizačním algoritmem. Na základě charakteru pohybových zkreslení je aplikována FFD metoda s 3D geometrickou transformací B-splajn deformačním modelem. V první části je uvedena stručná teorie pro slícování obrazů. Ta je nezbytná pro porozumění dalším kapitolám této práce, které pojednávají o navržené metodě a její realizaci. Velká pozornost je věnována geometrické transformaci, která je velmi důležitou součástí procesu registrace. Popsán je zde i Nelder-Meadův algoritmus jako jedna z možných optimalizačních metod. Jsou zde uvedeny tři používané publikované algoritmy pro registraci 4D CT dat. V nadcházející kapitole jsou popsány jednotlivé dílčí části navržené pružné registrace, včetně možných problémů a jejich odstranění.This thesis deals with a nonrigid image registration for movement correction in thoracic dynamic contrast CT data. The deformation field is initialized by the analysis of disparities based on nonlinear matched filter, which defines local movement deformation. The values of control points are optimized by the Nelder-Mead method. The transformation model is based on a 4D (3D + time) free-form B-spline deformation for feature of movement distortion. The first part of the thesis briefly discusses the theory of image registration. Knowledge of this theory is necessary for understanding the remaining chapters, which describe the proposed method and its realization. The large part of this thesis is devoted to the geometrical image transformations, that is very important for the image registration. The thesis also describes a simplex method for function minimization. Three publicated methods of registration of medical 4D CT data are given. In the following chapter are individual parts of the purposed nonrigid registration including possible problems and their solution described.