뇌의 단일 광자 방출 전산화 단층촬영 영상, 양전자 방출 단층 촬영 영상 그리고 핵자기공명 영상의 융합과 등록에 관한 연구

A study on image registration and fusion of MRI and SPECT/PET

방사성 의약품 또는 방사성 동위원소를 이용하여 동적 상태의 변화를 측정하고 핵자기 공명 영상에서 해부학적 기준 정보를 얻어 영상을 융합, 등록하고 같은 대상에서 비슷한 검사를 계속해서 비교하게 되며 해부학적 기준 정보나 다른 검사 기기 종류에서 반복되는 검사의 비교를 위해 영상 합성 연구가 유효하며 기능적 특성 때문에 단일 광자 방출 전산화 단층 촬영과 양전자 방출 단층 촬영은 해부학적 기준 정보가 필요하게 되고 같은 대상에서 이러한 해부학적 기준 정보를 얻고 기능적인 이상과 상관관계를 찾아내고 반복되는 진단에 대한 비교를 위해서 영상등록과 융합을 시행하였다. 해부학적 구조가 같은 특성을 갖는 여러 영상 시스템들을 이용하여 해부학적기준과 동적 정보를 함께 얻고 등록하기 위해 짝을 이루는 점올 이용하여 2 가지 영상 데이터에서 4 점 쌍 이상을 선택하여 등록하였다. 기준 영상과 짝을 이루는 점과 대응한 영상은 다른 색을 선택하여 영상을 구분하였으며 핵자기 공명영상을 기준영상으로 하고 단일 광자 방출 컴퓨터 단층 촬영 영상, 양전자 방출 전산화 단층 촬영 영상을 기준영상에 1:1 대응하여 영상을 등록하기 위해서 변환한다. 핵자기 공명 영상이 기준 영상으로 사용되지만 인터폴레이션 에러는 주어진 영상의 공간 주파수에 따라 달라지므로 낮은 해상도를 갖는 양전자 방출 전산화 단층 촬영 영상과 단일 광자 방출 컴퓨터 단층 촬영 영상의 인터폴레이션 에러는 적다. 따라서 방사성 동위원소를 이용하여 질병의 진단 및 질환의 병태 생리 생화학적 연구를 통한 신체의 동역학적 상태의 변화를 측정할 수 있는 이런 정량적이고 기능적인 정보를 해부학적 기준 정보를 주는 핵자기 공명 영상이나 컴퓨터 단층 촬영에서 반복 시행하여 검사와 진단에 용이하게 이용하고, 비교를 위해서 영상을 등록하고 융합하여 진단에 보다 좋은 결과를 얻을 수 있도록 하였다.

Nuclear Medicine Images have comparatively poor spatial resolution, making it difficult to relate the functional information which they contain to precise anatomical structures. Anatomical structures useful in the interpretation of SPECT /PET Images were radiolabelled. PET/SPECT Images Provide functional information, whereas MRI mainly demonstrate morphology and anatomical. Fusion or Image Registration improves the information obtained by correlating images from various modalities. Brain Scan were studied on one or more occations using MRI and SPECT. The data were aligned using a point pair methods and surface matching. SPECT and MR Images was tested using a three dimensional water fillable Hoffman Brain Phantom with small marker and PET and MR Image was tested using a patient data. Registration of SPECT and MR Images is feasible and allows more accurate anatomic assessment of sites of abnormal uptake in radiolabeled studies. Point based registration was accurate and easily implemented three dimensional registration of multimodality data set for fusion of clinical anatomic and functional imaging modalities. Accuracy of a surface matching algorithm and homologous feature pair matching for three dimensional image registration of Single Photon Emission Computed Tomography Emission Computed Tomography (SPECT), Positron Emission Tomography (PET) and Magnetic Resonance Images(MRD was tested using a three dimensional water fill able brain phantom and Patients data. Transformation parameter for translation and scaling were determined by homologous feature point pair to match each SPECT and PET scan with MR images.