Software development for X-ray fluoroscopy and mr image fusion

Abstract

Girişimsel radyolojide rutin tedavi X-Işınlı Floroskopi (XF) tanısal yöntemi kullanılarak özel kateter ve ekipmanlar eşliğinde yapılmaktadır. Floroskopi hızlı bir görüntüleme tekniğidir. Görüntüleme hızı girişim esnasında yapılan kontrast madde enjeksiyonları ile damar içi yolun görüntülenmesini ve kataterin bu sayede damar içerisinde ilerletilmesi sağlamaktadır. Ancak floroskopi işleminin en önemli problemleri yumuşak doku kontrastının eksikliği ve X ışını kullanımından kaynaklanan radyasyondur. Girişim esnasında doktora sağlanacak yumuşak doku bilgisi operasyonun hayati riskini azaltmak ve doktora kritik kararlar sırasında yönlendirmek açısından önemlidir. Örnek olarak endovasküler girişimlerde ölü doku kesiminin detaylı anatomik pozisyon bilgisi doktora hedef nokta ve kalp duvarındaki ince ve hassas kısımlar hakkında bilgi verebilir.Bu çalışmanın ana amacı XF görüntüleme tekniğinde eksik olan yumuşak doku kontrastının sağlanmasıdır. Bu yumuşak doku bilgisi girişim öncesi başka bir görüntüleme tekniği kullanılarak alınmaktadır. İkinci görüntüleme tekniği olarak Manyetik Rezonans (MR) görüntüleme tekniği mükemmel yumuşak doku kontrastı sağlaması ve görüntülenen hacim içerisinde herhangi bir açıdan kesit görüntüsü verebilmesi nedeniyle en iyi adaydır. Ancak MR görüntüleme tekniğinin de XF tekniği gibi bazı eksiklikleri vardır. Bunlar; düşük olan zamansal çözünürlük, yüksek radyo frekans ve manyetik alanlara uygun ekipman gereksinimi ve MR cihazının şeklinden kaynaklanan sınırlı hasta erişimi olarak sıralanabilir. İki görüntüleme tekniğindeki eksikliklerin çoğu bütünleşik bir birlikte kullanım ile bertaraf edilebilir. İki görüntüleme tekniğinin birlikte kullanımı iki cihazdan elde edilecek görüntülerin çakıştırmasını gerektirmektedir ve bu işlemin klinik ve klinik öncesi kullanımı için güvenilir bir yazılım desteğine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada önerilen ?XFM Suite? yazılımı ile, X-Işınlı Floroskopi altına MR imge füzyon deneylerine başlamak için gereken tüm yazılımsal araçlar sağlanmaktadır.

In interventional radiology, treatment is routinely done under X-Ray Fluoroscopy (XF) using special catheters or needles. XF is a fast modality and allows one to follow the endovascular path with contrast injections and to track devices during the interventions. On the other hand, one of the most important problems in XF imaging is the lack of soft tissue contrast; besides the obvious problem of ionizing radiation. During the intervention, additional soft tissue information could decrease the risk by providing important extra guidance to the surgeon. For instance: in endovascular cardiac interventions, detailed anatomical positions of infarcted segments of the heart could highlight target or weak zones on the myocardial wall.Main goal of this study is to overcome the lack of soft tissue contrast of XF. To achieve this goal soft tissue information gathered from a priori imaging modality is used. MRI is the best candidate with excellent soft tissue contrast and ability to image any cross section in the scanned volume. On the other hand, MRI has deficient features in temporal resolution when compared to XF, instrument compatibility problems with high magnetic and RF fields and limited patient access because of the shape of the magnet bore. Therefore combination of these two modalities all deficient features could be avoided by complementing each other. Combined usage of XF and MRI requires registration of images from both modalities and a reliable software platform is needed for preclinical and clinical studies. In this work, a new implementation of XFM Suite in Extensible Imaging Platform (XIP) software provides all the tools for X-Ray fused with MRI (XFM) clinical studies performed in X-Ray-MRI suites (XMR) with real-time registration and fusion of images.