Método de registro no rígido basado en funciones de base radial. Aplicación a neurocirugía utilizando atlas cerebrales

Abstract

La neurocirugía es una de las especialidades más exigentes en cuanto a precisión en el procedimiento quirúrgico. Los neurocirujanos para realizar dichos procedimientos quirúrgicos pueden utilizar atlas cerebrales. Un atlas cerebral consta de imágenes del cerebro en las que expertos han identificado estructuras anatómicas y/o funcionales. Ya que no existen dos cerebros que sean iguales, es necesario adaptar el atlas cerebral a la anatomía específica del paciente. Mediante el registro con atlas cerebrales los expertos pueden identificar estructuras que difícilmente son visibles en la mayoría de modalidades de imagen médica. En esta tesis se presenta un nuevo método de registro entre atlas cerebrales e imágenes de Resonancia Magnética. Las hipótesis de trabajo son las siguientes: 1.Un atlas cerebral deformable que utilice funciones de base radial con soporte compacto y Modelos Activos de Apariencia permitirá localizar estructuras cerebrales en imágenes de RM con un error de 1 a 2 mm. Error del mismo orden que los actuales procedimientos quirúrgicos. 2. Las funciones de base radial con soporte compacto presentan ventajas frente a las funciones de base radial como la Thin Plate Spline en el problema de registro de imágenes. Dichas ventajas son: localidad de la transformación, control sobre la naturaleza de la transformación, menor coste computacional, y mayor estabilidad numérica. Para comprobar las hipótesis, se ha desarrollado: Un nuevo método de registro no rígido de atlas cerebrales en imágenes de RM basado en el uso de diferentes funciones de base radial con soporte compacto, dentro de las cuales, la función de base radial con soporte compacto de Wu se ha utilizado por primera vez en el campo de registro de imágenes médicas. Un método de segmentación del córtex y ventrículos en imágenes de RM basado en el atlas de Talairach-Tournoux junto con Modelos Activos de Apariencia. Un algoritmo que permite la reconstrucción tridimensional del atlas de Talairach