論文の概要: Automatic 2D-3D Registration without Contrast Agent during Neurovascular Interventions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.15308v1
• Date: Tue, 8 Jun 2021 20:16:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2021-07-04 19:36:37.601421
• Title: Automatic 2D-3D Registration without Contrast Agent during Neurovascular Interventions
• Title（参考訳）: 神経血管インターベンションにおける造影剤なしでの自動2D-3Dレジストレーション
• Authors: Robert Homan, Ren\'e van Rijsselt, Daniel Ruijters
• Abstract要約: 血管の3次元回転再構成による生体蛍光画像を用いて、最小侵襲の神経血管治療で血管内デバイスをナビゲートすることができる。 画像ベース登録アルゴリズムは、画像の勾配(骨構造、罪悪感)を目覚ましい特徴として依存する。 本稿では,臨床ワークフローの変更を必要とせず,新たな2D-3Dレジストレーションの検証方法を確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.34376560669160383
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Fusing live fluoroscopy images with a 3D rotational reconstruction of the vasculature allows to navigate endovascular devices in minimally invasive neuro-vascular treatment, while reducing the usage of harmful iodine contrast medium. The alignment of the fluoroscopy images and the 3D reconstruction is initialized using the sensor information of the X-ray C-arm geometry. Patient motion is then corrected by an image-based registration algorithm, based on a gradient difference similarity measure using digital reconstructed radiographs of the 3D reconstruction. This algorithm does not require the vessels in the fluoroscopy image to be filled with iodine contrast agent, but rather relies on gradients in the image (bone structures, sinuses) as landmark features. This paper investigates the accuracy, robustness and computation time aspects of the image-based registration algorithm. Using phantom experiments 97% of the registration attempts passed the success criterion of a residual registration error of less than 1 mm translation and 3{\deg} rotation. The paper establishes a new method for validation of 2D-3D registration without requiring changes to the clinical workflow, such as attaching fiducial markers. As a consequence, this method can be retrospectively applied to pre-existing clinical data. For clinical data experiments, 87% of the registration attempts passed the criterion of a residual translational error of < 1 mm, and 84% possessed a rotational error of < 3{\deg}.
• Abstract（参考訳）: 血管の3次元回転再構成を伴うライブフルオロスコープ画像を用いることで、最小限の侵襲的神経血管治療で血管内装置をナビゲートし、有害なヨード造影剤の使用を減らすことができる。 蛍光画像のアライメントと3D再構成は、X線Cアーム形状のセンサ情報を用いて初期化する。 患者の動きを画像ベース登録アルゴリズムにより補正し、3次元再構成のディジタル再構成ラジオグラフィーを用いて勾配差類似度測定を行う。 このアルゴリズムは、ヨウ素コントラスト剤で満たされる蛍光画像の容器を必要とせず、むしろランドマークの特徴として画像(骨構造、罪)の勾配に依存する。 本稿では,画像ベース登録アルゴリズムの精度,堅牢性,計算時間について検討する。 ファントム実験を用いて、登録試験の97%は、1mm以下の翻訳と3{\deg}回転の残留登録誤差の成功基準をパスした。 本論文は,fiducial markerの装着など臨床ワークフローの変更を必要とせず,新たな2d-3d登録の検証方法を確立した。 その結果、この方法は既存の臨床データに遡及的に適用することができる。 臨床データ実験では, 登録試験の87%が1mm以下の残基翻訳誤差の基準に合格し, 84%が3{\degの回転誤差を有していた。

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