Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Development of Registration and Fusion Methods for the Jonasson Medical Imaging Center MiniPET-microCT
KTH, School of Engineering Sciences in Chemistry, Biotechnology and Health (CBH).
2018 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Utveckling av bildregistrerings- och fusionsmetoder för ett miniPET-mikroCT vid Jonassons center för medicinsk avbildning (Swedish)
Abstract [en]

Multimodal image registration is essential when combining functional and structural imaging modalities. Among the most common combinations, numerous methods have been developed for co-registration of CT and PET, typically validated on human size scanners. However, only a few registration studies have been performed for the combination of small animal miniPET and microCT imaging. The Jonasson Center for Medical Imaging at KTH possesses an integrated miniPET/ microCT for pre-clinical research purposes. The motivation for this work is the need for the development of fusion method(s) for combining the data of these two modalities.

In this work, a novel pipeline registration method, employing image processing and Mutual Information (MI) is proposed and implemented. The method starts with a pre-alignment step before acquisition of the miniPET/microCT volumes, followed by scaling, binarization and processing of the two volumes and finally, a registration procedure by Maximization of Mutual Information (MIM) as a voxel-based similarity metric.

A established intrinsic landmarks based method is also implemented for comparison. For the validation of the methods, volumes acquired by in-house designed 3D printed Polyethylene (PE) phantoms, filled with multiple concentrations of FDG were used. The misalignment between corresponding points volumes after registration, is analyzed and compared in terms of absolute spatial distance. The proposed method based on 3D processed volumes outperformed the Landmarks based registration method, showing average misalignments of 0.5 mm. The registered volumes were also successfully visualized together using Alpha blending. By so, an automatic fusion method for miniPET/microCT has thus been implemented, presented and evaluated, raising prospects for multimodal imaging research at the Jonasson Center for Medical Imaging.

Abstract [sv]

Kombinationen av funktionell och strukturell avbildning är vanlig inom medicinsk bildgivning, och koregistrering av bildvolymerna utgör en essentiell del i den multimodala framställningen. PET/CT-avbildning hör till de vanligast förekommande multimodala avbildningskombinationerna, och till följd av detta har ett antal koregistreringsmetoder utvecklats för just detta. Vad gäller pre-klinisk avbildning är dock validerade koregisteringsmetoder inte lika vanliga, och framförallt inom forskningsbaserad avbildning (där egendesignade scanners förekommer) är behovet av effektiva metoder tydligt.

Inom Jonassons centrum för medicinsk avbildning på KTH har ett multimodalt miniPET/ microCT-system utvecklats, och det är just behovet av koregistering som utgjort basen för följande examensarbete.

I följande arbete har en koregistreringsmetod baserad på fördefinierad bildbehandling och analys av gemensam information (mutual information, MI) implementerats och testats. Metoden bygger på ett initialt upplinjeringssteg innan microCT/ miniPET bildtagning. Efter detta genomförs en rad bildbehandlingssteg (skalning, binärisering) innan en slutgiltig koregistrering genomförs med hjälp av s.k. maximering av gemensam information (Maximization of Mutual Information, MIM). En etablerad landmärkesbaserad metod implementerades även som jämförelse. Metoderna testades sedan genom multimodal avbildning av egendesignade 3D-printade fantomer, fyllda med varierande aktivitet av FDG.

Den föreslagna MI-metoden överträffade den etablerade landmärkesmetoden, med ett genomsnittligt koregistreringsfel på 0.5 mm. Visualisering av de koregistrerade volymerna genomfördes även genom så kallad alpha blending.

Genom detta har en koregistreringsmetod för miniPET/microCT:n på Jonassons center för medicinsk avbildning implementerats och testats, vilket möjliggör för framtida studier av multimodal avbilning på KTH.  

Place, publisher, year, edition, pages
2018. , p. 69
Series
TRITA-CBH-GRU ; 2018:72
Keywords [en]
miniPET, microCT, Medical imaging, Multimodality imaging, Registration, Fusion, Elastix, Mutual Information
National Category
Medical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-231404OAI: oai:DiVA.org:kth-231404DiVA, id: diva2:1228110
Subject / course
Biomedical Engineering
Educational program
Master of Science in Engineering - Medical Engineering
Presentation
2018-06-07, T53, HÄLSOVÄGEN 11 C, HUDDINGE, Stockholm, 15:00 (English)
Supervisors
Examiners
Available from: 2018-06-28 Created: 2018-06-27 Last updated: 2018-07-03Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(5865 kB)30 downloads
File information
File name FULLTEXT02.pdfFile size 5865 kBChecksum SHA-512
8aa87b9941c887945d131032616af23d1c2d4a81c58988e7f3b89e956e195e35d955184593adfcb146fe538e44fc5d4448247141f04cd07b8ef5af55d9a3908b
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Engineering Sciences in Chemistry, Biotechnology and Health (CBH)
Medical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 36 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 65 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf