Estación de trabajo para registro 3D y fusión de imágenes para la planificación de radioterapia

Este trabajo presenta una estación de trabajo para registro tridimensional y fusión de imágenes orientada a la ayuda en la planificación y monitorización de terapias de radiación externa. El concepto de radioterapia adaptativa propone la realización de una planificación del tratamiento en cada una de las sesiones a las que acude el paciente, lo que supondría un decremento importante en la radiación que afecta a los tejidos sanos circundantes al tumor y por tanto, una mejora significativa en la evolución de estos pacientes. Para reducir el tiempo que conlleva la delineación manual de los volúmenes de interés en la realización de una nueva planificación en cada sesión, la herramienta en la que se debe basar la radioterapia adaptativa es el registro tridimensional deformable de estudios CT para radioterapia. El prototipo que se presenta en este artículo permite el registro de imágenes DICOM mediante algoritmos no rígidos, su visualización, la comparación cualitativa de los resultados mediante fusión de imágenes, selección de regiones de interés en las imágenes y el almacenamiento de resultados en formato DICOM, visualizables por cualquier otro lector. El empleo de esta estación de trabajo, en combinación con algoritmos de reconstrucción tridimensional y segmentación automática desarrollados dentro del grupo, supone una gran ayuda en los procesos previos de la planificación radioterápica

Diffeomorphic Registration of Images with Variable Contrast Enhancement

Nonrigid image registration is widely used to estimate tissue deformations in highly deformable anatomies. Among the existing methods, nonparametric registration algorithms such as optical flow, or Demons, usually have the advantage of being fast and easy to use. Recently, a diffeomorphic version of the Demons algorithm was proposed. This provides the advantage of producing invertible displacement fields, which is a necessary condition for these to be physical. However, such methods are based on the matching of intensities and are not suitable for registering images with different contrast enhancement. In such cases, a registration method based on the local phase like the Morphons has to be used. In this paper, a diffeomorphic version of the Morphons registration method is proposed and compared to conventional Morphons, Demons, and diffeomorphic Demons. The method is validated in the context of radiotherapy for lung cancer patients on several 4D respiratory-correlated CT scans of the thorax with and without variable contrast enhancement