Αυτόματη Ευθυγράμμιση Τρισδιάστατων Ιατρικών Δεδομένων

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η παρουσίαση μιας μεθόδου αυτόματης ευθυγράμμισης τρισδιάστατων ιατρικών δεδομένων. Η διαδικασία της ευθυγράμμισης έχει ως στόχο τη διόρθωση των σχετικών μετατοπίσεων στο χώρο έτσι ώστε στα ευθυγραμμισμένα δεδομένα οι ίδιες ανατομικές περιοχές να συμπίπτουν χωρικά.Η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ευθυγράμμιση ακτινολογικών εικόνων που λαμβάνονται μέσω υπολογιστικής αξονικής τομογραφίας και χρησιμοποιούνται από οδοντιάτρους για παρακολούθηση και αξιολόγηση θεραπευτικών διαδικασιών. Αφού γίνει λήψη ακτινολογικών εικόνων του ιδίου αντικειμένου πριν και μετά τη θεραπεία, είναι επιθυμητό οι εικόνες αυτές να αφαιρεθούν ώστε να παρατηρηθούν οι διαφορές μεταξύ τους. Στην εικόνα διαφορών απεικονίζεται ιδιαίτερα χρήσιμη πληροφορία για τους ειδικούς όπως για παράδειγμα η μέτρηση της οστικής υποστήριξης προς τα εμφυτεύματα. Η ανάγκη για ευθυγράμμιση των εικόνων προκύπτει από τη χωρική μετατόπιση μεταξύ των εικόνων, η οποία συνήθως οφείλεται σε κινήσεις των ασθενών, σε ακούσιες κινήσεις του σώματος (π.χ. αναπνοή, καρδιακή λειτουργία), σε διατάξεις απεικονιστικών συστημάτων που δεν είναι σταθερές (π.χ. αισθητήρας CCD), καθώς και στην ανάπτυξη ανωμαλιών που προκαλούν παραμορφώσεις (π.χ. κύστες, όγκοι).Η προτεινόμενη μέθοδος βασίζεται σε ζεύγη αντίστοιχων σημείων αλλά προϋποθέτει εύρεση χαρακτηριστικών σημείων μόνο στη μια από τις δύο εικόνες. Η εύρεση των αντιστοίχων σημείων στην εικόνα προς ευθυγράμμιση γίνεται αυτόματα και βάσει των ζευγαριών σημείων που προκύπτουν υπολογίζονται απευθείας οι παράμετροι του μετασχηματισμού με προσέγγιση ελαχίστων τετραγώνων. Εφαρμόζοντας το μετασχηματισμό στην εικόνα προς ευθυγράμμιση παίρνουμε την επιθυμητή ευθυγραμμισμένη εικόνα.