Analisi comparativa di tecniche di registrazione applicate ad immagini di testa-collo e del seno in risonanza

Capitolo 1 Registrazione Basi teoriche sul processo di registrazione In questo capitolo vengono presentati i concetti base per la comprensione del problema in modo da rendere chiaro l’uso dei tool elastix [2] e FSL[3] (che ver- ranno presentati in seguito). La \Image Registration" e un’importante strumen- to nel campo delle immagini medicali. In molte situazioni cliniche le immagini di un paziente sono realizzate allo scopo di analizzare la situazione temporale del paziente. Queste immagini sono acquisite con, per esempio, scanner a raggi X, scanner a risonanza magnetica , che si basa sull’interazione di un campo ma- gnetico statico con le molecole d’acqua presenti all’interno di ciascun organo del nostro corpo, Tomograa Computerizzata (o pi u semplicemente TAC), la quale sfrutta l’interazione dei tessuti con radiazioni di opportuna lunghezza d’onda, e scanner a ultrasuoni, per fornire la conoscienza dell’anatomia del soggetto[1]. La combinazione dei dati del paziente, mono-modali o multi-modali, spesso con- tiene informazioni cliniche aggiuntive che non e possibile avere con un’analisi separata delle immagini. Come messo in evidenza da diversi specialisti, solo attraverso la combinazione dei dati eterogenei acquisiti nei diversi studi e pos- sibile ottenere un reale guadagno a livello dell’informazione sulla quale i medici possono basare le proprie valutazioni cliniche. A tal ne, deve essere trovata la relazione spaziale fra le immagini. Il compito della registrazione e quindi quello di trovare una mappatura spaziale \uno ad uno" tra i voxel 1 di una immagine e i voxel dell’altra immagine. Nelle prossime sezioni si introduce la descrizione matematica del processo di registrazione. 1.1 Costruzione del processo di registrazione Nel processo della registrazione sono convolte due immagini: xed image I F (x): immagine di partenza moving image I M (x): immagine deformata 1 Un voxel e un elemento di volume che rappresenta un valore di intensit a di segnale o di colore in uno spazio tridimensionale, analogamente al pixel che rappresenta un dato di un’im- magine bidimensionale. I voxel vengono spesso usati come elemento base per la visualizzazione e l’analisi di dati medici e scientici. Per semplicare, un voxel corrisponde ad un volume corporeo che viene poi rappresentato da un pixel nell’immagine bidimensionale. 11