انطباق تصاویر انتشار با رزولوشن زاویه ای بالا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی شریف، تهران، دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده برق، طبقه چهارم، اتاق 402

2 دانشیار گروه مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی شریف، تهران، دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده برق، طبقه اول، اتاق 214

3 استاد گروه بیوالکتریک، قطب علمی کنترل و پردازش هوشمند، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تهران، تهران، دانشگاه تهران، دانشکده برق و کامپیوتر، طبقه پنجم و پژوهشگر ارشد موسسه پزشکی فورد آمریکا، آزمایشگاه تحلیل تصاویر پزشکی، موسسه پزشکی فورد آمریکا، دیترویت، میشیگان

چکیده

تصویربرداری تشدید مغناطیسی تانسور انتشار (DTMRI) یک روش غیرتهاجمی برای بررسی ساختار ماده سفید مغز است. در این روش، تابع انتشار مولکول‌های آب گوسی فرض می‌شود اما در نواحی از مغز که فیبرها با هم تقاطع دارند این فرضیه صادق نیست. تصویربرداری انتشار با رزولوشن زاویه‌ای بالا در تعداد زیادی جهت انتشار (HARDI)، امکان بررسی دقیق‌ ریزساختارهای ماده سفید مغز را فراهم می‌کند. این روش می‌تواند تقاطع فیبرها را در هر واکسل نشان دهد. برای کاربردهایی  مثل آنالیز گروهی یا ساخت اطلس، انطباق تصویر یکی از گام‌های اساسی است. تصاویر HARDI دارای اطلاعات جهتی مفیدی از ساختار فیبرهاست بنابراین انطباق آن‌ها پیچیده‌تر از تصاویر اسکالر است. در این مقاله یک الگوریتم انطباق براساس بردارهای ویژگی استخراج شده از روی تابع توزیع جهت فیبرها (ODF) ارائه می‌شود. معیار شباهت hammer برای تطبیق بردارهای ویژگی به کار می‌رود و روش thin-plate spline برای انطباق مکانی اسکلت و همسایه‌ها استفاده می‌شود. سپس تصحیح جهت روی ODFها اعمال می‌گردد. سرانجام، روش پیشنهادی براساس اختلاف در جهت انتشار غالب، مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از اسکلت به عنوان نقاط نشانه در انطباق، به همراستایی دقیق داده‌های HARDI کمک می‌کند و خطای انطباق در مقایسه با روش‌های قبلی،  تا حدودی کاهش می‌یابد.  

کلیدواژه‌ها