Bildfusion zwischen Flächendetektor basierter Volumen-Computer Tomographie und Fluoreszenzbildgebung im nahen Infrarot-Bereich

Die Fluoreszenz-Bildgebung ist eine Methode um die Verteilung von farbig (fluoreszenz) markierten Antikörpern, Zellen oder Medikamenten in vivo (im Tier) zu messen. Diese Messung kann aber keinen anatomischen Strukturen zugeordnet werden. Das vorgestellte Verfahren ermöglicht diese Zuordnung durch Fusion mit CT Daten.

Die Daten wurden mit einen Flächendetektor basierten Volumen-CT und mittels des „eXplore optix“-Systems erhoben. Es wurden Phantommessungen und Messungen an einem orthotopen Mammakarzinom-Mausmodell durchgeführt. Um eine Registrierung zu ermöglichen, wurden die Tiere auf einem transportablen Tisch platziert, der mit Hohlkugeln, die mit einer Mischung aus Fluoreszenzfarbstoff und jodhaltigen Kontrastmittel befüllt waren, versehen war. Zur Fusion und Darstellung dieser Daten wurde eine eigenständig entwickelte Software verwendet.

Ausgangspunkt ist ein 3D-CT-Datensatz und ein 2½D-Datensatz des optischen Verfahrens. Nach Detektion der Zentren der Markierungsobjekte in beiden Modalitäten und Berechnung der Ausgleichsebene in den CT-Daten kann das Problem auf eine 2D-Matching-Aufgabe zurückgeführt werden. Die entsprechende Transformation wird berechnet, die Fluoreszenz-Daten auf diese Ebene projiziert, welche dann mit Werten der Tiefenmessung deformiert wird.

Die vorgestellte Methode ermöglicht die Fusion zwischen CT und eXplore optix. Erzeugt wird eine kombinierte 3D-Darstellung die eine klare Zuordnung von Fluoreszenzsignalen und morphologischen Strukturen ermöglicht.