Novo recurso interativo do registro de imagens como aproximação inicial a Maximização de Informação Mútua. CAT3D is a Radiotherapy TPS developed by MEVIS mevis.com.br

1. Atualização e Técnicas Avançadas em CAT3D – 2015
Novos recursos do Registro e Fusão multimodal de imagens
Armando Alaminos Bouza.
Equipe de desenvolvimento MNPS-CAT3D.
Mevis Informática Médica LTDA.
São Paulo. 14 de Novembro 2015.

2. Até a versão 7.12.15 o CAT3D apresentava dois caminhos para iniciar o registro:
• Registro por POIs (necessita 4 POIs nas imagens externas e internas)
• Registro por Maximização da Informação Mútua (MI).
O registro por Maximização de MI parte de uma orientação e posição dos eixos de ambos
volumes de imagens (exemplo CT e MRI). A maximização da MI se atinge como um processo de
otimização não-linear e estes processos podem ficar “presos” dentro de um máximo local, que
parece “bom” para a matemática do sistema mas não é o máximo global.
Problema: Rotação > 90 graus Problema: Volumes espelhados

3. Para resolver os casos anteriores e ainda usufruir das vantagens da Maximização de MI
podemos fazer registro por POIs e depois utilizar Maximização MI para otimizar o resultado.
Normalmente isto produz resultados de registro muito bons.
Esta solução obriga a criar 4 POIs em ambas sequências, com a mesma ortografia, em pontos
anatômicos equivalentes. Esta metodologia é satisfatória e segura, porém alguns usuários avaliam
que toma tempo e resulta pouco intuitiva.
Com o objetivo de criar caminhos mais simples e intuitivos implementamos um método equivalente
a aproximação inicial por POIs sem a necessidade de criar os ditos POIs.
Por ser a primeira implementação do método devemos adicionar facilidades nas futuras atualizações
do CAT3D, mas já hoje é bem simples de usar.
A seguir vamos descrever a forma de operação com o novo método.

4. Cada vez que o CAT3D inicia a Maximização de MI pergunta:
“Need to define registration points?” .
Se você tem a suspeita que os conjuntos de imagens são de difícil registro via Maximização de
MI pura, ou já testou e não deu resultado ótimo, selecione Sim.
Com isto o sistema cria uma janela bipartida que permite navegar pelas imagens internas (referência) e
externas (flutuantes). O usuário deve identificar 3 ou mais pontos equivalentes e vinculá-los graficamente
com um segmento de reta.
NOTA: Geralmente a fusão de CT axial
com MRI axial pode ser feita em forma
totalmente automática e não precisa
deste recurso.

5. Layout da janela de trabalho para criar pares de pontos vinculados

6. • A sequência com a borda vermelha está selecionada para navegação.
• Para mudar a sequência selecionada deve fazer CLICK do mouse na sequência
• Pode navegar nas imagens com as teclas <PageUp> e <PageDown>.
• Também pode ir ao início da sequência com botão “Go First IMG” e ao fim com
“Go Last IMG”.

7. Quando localizar um par de planos que contém pontos equivalentes:
• CLICK no botão “New Pair”.
• Modificar o segmento de reta arrastando cada ponta com o mouse
• Para terminar de criar o par pode usar tecla <ENTER> ou duplo CLICK

8. Após o ENTER a linha fica verde e o número de “Matching points” aumenta
(este é outro caso, de CT axial com MRI em sagital)

9. Após o terceiro par de pontos o CAT3D verifica se já existem condições para
iniciar a maximização da MI. Observar o sinal: “Matching looks GOOD !” .PontosnofastígiodoIVventrículo

10. NOTA :
Nas sequências sagitais, resulta algo confuso determinar qual é o olho direito
(hemisfério direito) e esquerdo.
Se a sequência foi feita com o padrão radiológico vigente, o primeiro olho a aparecer é o
direito.
Sugestão: Na sequência sagital CLICK no botão “Go First IMG”, depois dar <PageUp> até
o centro do primeiro olho aparecer. Esse deve ser o direito.
Direita (início da sequência) Esquerda

11. Com apenas três pares de pontos o CAT3D pode gerar um quarto ponto considerando que
os corpos são rígidos e assumindo que ambos são sistemas do mesmo tipo de giro.
O quarto ponto é criado com produtos vetoriais ( A x B ). Sendo válidas estas duas
condições podemos terminar com três pontos marcados.
Sistemas de coordenadas cartesianas ortogonais tridimensionais

12. Caso as condições da lâmina anterior não sejam válidas, o usuário deve marcar 4 ou mais
pares de pontos para que o registro que segue seja correto.
Ao terminar de marcar pares de pontos deve fazer CLICK no botão “Done”.
Com estes pontos o CAT3D vai calcular a matriz de transformação aproximada de uma
sequência para a outra e vai dar inicio à Maximização da MI a partir dela.
O restante do processo é similar ao registro com Maximização da MI.

13. Informações complementares sobre registro e fusão estão disponíveis em aulas de cursos
anteriores.
http://www.slideshare.net/alabouza/mnps-curso-20142
http://www.slideshare.net/alabouza/mnps-curso-20143
Os recursos de registro e fusão de imagens são praticamente idênticos entre os sistemas CAT3D e
MNPS, por isso a documentação pode ser consultada em comum.