Segmentation and Alignment of 3-D Transaxial Myocardial Perfusion Images and Automatic Dopamin Transporter Quantification

Abstract: Nukleärmedicinska bilder som exempelvis SPECT (Single Photon Emission Tomogra-phy) är en bildgenererande teknik som ofta används i många applikationer vid mätning av fysiologiska egenskaper i den mänskliga kroppen. En vanlig sorts undersökning som använder sig av SPECT är myokardiell perfusion (blodflöde i hjärtvävnaden), som ofta används för att undersöka t.ex. en möjlig hjärtinfarkt. För att göra det möjligt för läkare att ställa en kvalitativ diagnos baserad på dessa bilder, måste bilderna först segmenteras och roteras av en biomedicinsk analytiker. Detta utförs på grund av att hjärtat hos olika patienter, eller hos patienter vid olika examinationstillfällen, inte är lokaliserat och roterat på samma sätt, vilket är ett väsentligt antagande av läkaren vid granskning av bilderna. Eftersom olika biomedicinska analytiker med olika mängd erfarenhet och expertis roterar bilderna olika uppkommer variation av de slutgiltiga bilder, vilket ofta kan vara ett problem vid diagnostisering. En annan sorts nukleärmedicinsk undersökning är vid kvantifiering av dopaminreceptorer i de basala ganglierna i hjärnan. Detta utförs ofta på patienter som visar symptom av Parkinsons sjukdom, eller liknande sjukdomar. För att kunna bestämma graden av sjukdomen används ofta ett utförande för att räkna ut olika kvoter mellan områden runt dopaminreceptorerna. Detta är ett tröttsamt arbete för personen som utför kvantifieringen och trots att de insamlade bilderna är tredimensionella, utförs kvantifieringen allt för ofta endast på en eller flera skivor av bildvolymen. I likhet med myokardiell perfusionsundersökningar är variation mellan kvantifiering utförd av olika personer en möjlig felkälla. I den här rapporten presenteras en ny metod för att automatiskt segmentera hjärtats vänstra kammare i SPECT-bilder. Segmenteringen är baserad på en intensitetsinvariant lokal-fasbaserad lösning, vilket eliminerar svårigheterna med den i myokardiella perfusionsbilder ofta varierande intensiteten. Dessutom används metoden för att uppskatta vinkeln hos hjärtats vänstra kammare. Efter att metoden sedan smått justerats används den som ett förslag på ett nytt sätt att automatiskt kvantifiera dopaminreceptorer i de basala ganglierna, vid användning av den radioaktiva lösningen DaTSCAN.