Registrace obrazů - aplikace v oftalmologii a ultrasonografii

Abstract

Registrace medicínských obrazů je v dnešních dnech široce používaná, ale zároveň je i jednou z oblastí zájmu vědeckého výzkumu. Stále nové a vylepšené zobrazovací systémy si žádají stále lepší a výkonnější metody registrace obrazu. Takovou oblastí je i kontrastní ultrazvukové zobrazování. Díky časové proměnlivému kontrastu v obraze, nízkému poměru signál/šum a specifickému šumu typu spekle je registrace ultrazvukových obrazu velice náročná. Dalším problémem je hodnocení kvality registrace. V této dizertační práci je představena metoda registrace ultrazvukových kontrastních sekvencí založena na automatické fragmentaci sekvence do podsekvencí. Následně jsou registrovány obrazy s podobnými vlastnostmi. Dále je představena nová metoda pro hodnocení kvality registrace na základě porovnání perfuzních modelů. Metoda registrace i hodnocení byla testována jak na datech získaných za pomocí fantomu, tak i na reálných pacientských datech. Výsledky pak byly porovnány se standardními metodami publikovanými v odborných článcích. Druhá menší část práce je tvořena ukázkami aplikací různých registračních metod v oftalmologii a návrhy na jejich zlepšení. Jedná se o oblast zobrazovacích systému, kde se registračních metod široce využívá. Kromě jasových registračních metod zde nachází velké uplatnění metody registrace založené na detekci významných bodů. Představené registrační přístupy tak směřují především k detekci těchto významných bodů a stanovení jejich vzájemných korespondencí v jednotlivých obrazech.Image registration is widely used in clinical practice. However image registration and its~evaluation is still challenging especially with regards to new possibilities of various modalities. One of these areas is contrast-enhanced ultrasound imaging. The time-dependent image contrast, low signal-to-noise ratio and specific speckle pattern make preprocessing and image registration difficult. In this thesis a method for registration of images in ultrasound contrast-enhanced sequences is proposed. The method is based on automatic fragmentation into image subsequences in which the images with similar characteristics are registered. The new evaluation method based on comparison of perfusion model is proposed. Registration and evaluation method was tested on a flow phantom and real patient data and compared with a standard methods proposed i literature. The second part of this thesis contains examples of application of image registration in~ophthalmology and proposition for its improvement. In this area the image registration methods are widely used, especially landmark based image registration method. In this thesis methods for landmark detection and its correspondence estimation are proposed.