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DOI: 10.1055/s-0038-1625209
Does PET/CT render software registration obsolete?
Wird Software-gestützte Bildregistrierung durch PET/CT überflüssig?Publication History
Eingegangen:
13 July 2005
in revised form:
12 September 2005
Publication Date:
11 January 2018 (online)
Summary:
It was the success of software-based image registration that eventually led to the introduction of hardware-based concepts for image fusion, such as combined PET/CT tomographs. A prototype PET/CT was first presented in 1998, with various commercial designs to follow since 2000. PET/ CT is used primarily as a diagnostic modality in the field of extra-cerebral oncology imaging. The major advantage of combined imaging over retrospective software registration is the nearly identical position of the patient during both complementary examination, and therefore tomograms of identical parts of the body can be provided in spatially-corresponding slices. Despite the availability of hardware combinations of complementary imaging modalities software-based image registration, however, still inherits a major role in subsequent data processing, in particular when individual imaging modalities other than combined PET/CT are being used during patient workup. Furthermore, software is likely to become an important tool for the correction of residual motion-induced mis-registration within combined PET/CT data sets, and for follow-up studies involving, for example, CT, PET, and PET/CT. Therefore, flexible algorithms that utilize nonlinear interpolation schemes implemented on fast computer systems are needed, and will continue to contribute to successful image registration and fusion in clinical practice.
Zusammenfassung:
Es war der Erfolg der Software-gestützten Bildregistrierung, der schließlich zur Einführung Hardware-gestützter Konzepte zur Bildfusion, wie z.B. des PET/CT, geführt hat. Ein Prototyp PET/CT wurde erstmalig 1998 vorgestellt, wonach seit 2000 weitere verschiedene kommerzielle Varianten entstanden. PET/CT wird primär zur Diagnostik auf dem Gebiet der extrazerebralen onkologischen Bildgebung eingesetzt. Der wichtigste Vorteil der kombinierten Bildgebung gegenüber retrospektiver Software-basierter Registrierung liegt in der nahezu identischen Position des Patienten während beider, sich ergänzenden Untersuchungen. Dadurch sind Daten identischer Teile des Körpers in räumlich sich entsprechenden Schnittbilder verfügbar. Trotz der Verfügbarkeit Hardware-gestützter Kombinationen komplementärer Bild gebender Verfahren belegt die Software-gestützte Bildregistrierung weiterhin eine wichtige Rolle in der sich anschließenden Datenanalyse, insbesondere dann, wenn andere einzelnen Bild gebende Verfahren während anderer Untersuchungen des Patienten eingesetzt wurden. Ferner werden Software-Werkzeuge dann wichtig, wenn es darum geht, kleine, durch Bewegungen verursachte Fehlregistrierungen in den PET/CT Daten zu korrigieren und auch im Rahmen von Untersuchungen zur Verlaufskontrolle unter Einbezug von CT, PET und PET/CT. Flexible Algorithmen, die Ansätze der nicht-linearen Interpolation berücksichtigen und auf schnellen Computersystemen implementiert werden können, werden daher auch weiterhin zur erfolgreichen Bildregistrierung und Bildfusion besonders für die klinische Anwendung beitragen.
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References
- 1 Kuhl DE, Hale J, Eaton WL. Transmission scanning: a useful adjunct to conventional emission scanning for accurately keying isotope deposition to radiographic anatomy. Radiology 1966; 87: 278-84.
- 2 Wahl RL, Quint LE, Cieslak RD. et al. Anatometabilic tumor imaging: fusion of FDG PET with CT and MRI to localize foci of increased activity. J Nucl Med 1993; 34: 1190-7.
- 3 Herholz K, Thiel A, Wienhard K. et al. Individual functional anatomy of verb generation. Neuroimage 1996; 3: 185-94.
- 4 Thiel A, Herholz K, von Stockhausen H-M. et al. Localization of language-related cortex with 15O-labeled water PET in patients with gliomas. Neuroimage 1998; 7: 284-95.
- 5 Pietrzyk U, Herholz K, Heiss W-D. Three-dimensional alignment of functional and morphological tomograms. Journal of Computer Assisted Tomography 1990; 14: 51-9.
- 6 Levin DN, Pelizzari CA, Chen GTY. et al. Retrospective geometric correlation of MR, CT and PET images. Radiology 1988; 169 (Suppl. 817) 823.
- 7 Woods RP, Mazziotta JC, Cherry SR. MRI-PET registration with automated algorithm. Journal of Computer Assisted Tomography 1993; 17: 536-46.
- 8 Townsend DW, Cherry SR. Combining anatomy and function: the path to true image fusion. Eur Radiol 2001; 11: 1968-74.
- 9 Hajnal JV, Hill DLG, Hawkes DJ. (eds). Medical Image Registration. CRC Press; 2001
- 10 Hill DLG, Batchelor PG, Holden M. et al. Medical Image Registration. Phys Med Biol 2001; 46: 1-45.
- 11 Hutton BF, Braun M, Thurfjell L. et al. Image registration: an essential tool for nuclear medicine. Eur J Nucl Med 2002; 29: 559-77.
- 12 Thiel A, Herholz K, Koyuncu A. et al. Plasticity of language networks in patients with brain tumors: a positron emission tomography activation study. Ann Neurol 2001; 50: 620-9.
- 13 Fink GR, Frackowiak RSJ, Pietrzyk U. et al. Multiple non-primary motor areas in the human cortex. J Neurophysiol 1997; 77: 2164-74.
- 14 Friston KJ, Ashburner J, Frith CD. et al. Spatial registration and normalization of images. Human Brain Mapping 1995; 2: 165-89.
- 15 www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm
- 16 Collins DL, Neelin P, Peters TM. et al. Automatic 3D intersubject registration of MR volumetric data in standardized Talairach space. Journal of Computer Assisted Tomography 1994; 18: 92-205.
- 17 Maes F, Collignon A, Vandermeulen D. et al. Multimodality image registration by maximization of mutual information. IEEE Transactions on Medical Imaging 1997; 16: 187-98.
- 18 Crum WR, Hartkens T, Hill DLG. Non-rigid image registration: Theory and practice. Br J Radiol 2004; 77: S140-53.
- 19 Slomka PJ, Dey D, Przetak C. et al. Automated 3-dimensional registration of stand-alone 18F-FDG whole-body PET and CT. J Nucl Med 2003; 44: 1156-67.
- 20 Beyer T, Bruckbauer T, Howe E. et al. Combining hardware and software PET/CT image registration for improved dual-modality oncology imaging. J Nucl Med 2005; 46: 462P.
- 21 Kim JH, Czernin J, Allen-Auerbach MS. et al. Comparison between 18F-FDG PET, PET/CT, and software fusion for restaging of recurrent colorectal cancer. J Nucl Med 2005; 46: 587-95.