Search

Hand-held based optical imaging devices using near-infrared (NIR) light are currently developed toward clinical translation of the technology. However, none of the NIR devices developed to date have attempted 3D tomography since they are not able to coregister the image to the tissue geometry. The objective for the work described herein is the clinical translation of a hand-held optical imager with automated coregistration facilities toward 3D tomography. Studies were performed in vivo with normal human subjects to demonstrate fast (near real-time) 2D fluorescence imaging for target detection prior to 3D tomography. The results showed that 0.23 cm3 and 0.45 cu cm fluorescent targets placed behind the breast tissue were detected through ~2.5 cm deep tissue. Parallely, studies were performed on phantoms composed of minced chicken breast and 1% Liposyn solution to demonstrate coregistered imaging in vitro. The results showed that the 3D tracking system was able to track the position of the probe in real-time and accurately coregister the image to the geometry of the object. Additionally, deeper targets can be detected upon summation of multiple coregistered images. These results demonstrate the potential of the device to perform 3D tomographic imaging in human subjects via coregistered imaging on complex breast geometries., The original document contains color images.

Geologically young gullies have been proposed to be evidence of recent liquid water on Mars. This dissertation details work I have done to address issues surrounding the Martian gullies and recent water on Mars. In order to determine the elevations at which gullies occur, I created a set of Interactive Data Language programs and Unix C-shell scripts to coregister Mars Orbiter Laser Altimeter topography with high resolution Mars images. My scripts represent the first public method that does this. Recently, the Mars Orbiter Camera detected changes in the form of new bright deposits in two gullies. The High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) camera detected more gullies with bright deposits. I used my scripts to identify some of the best candidates for liquid water formation based on their shallow average slopes. A Digital Elevation Model (DEM) was produced using HiRISE stereo images of my selected candidates in Hale Crater. I model two gullies with bright slope deposits in Hale Crater and find that both water-rich and sediment-rich flows could reproduce the bright deposits’ locations and morphologies. Since liquid water is rarely stable on Mars today, I suggest that dry flows formed the bright deposits. The channel gradient where flows deposit, the apex slope, can tell us whether a flow was likely dry and non-fluidized (slopes ~21°) or fluidized (shallower slopes). I measured the apex slope of 75 gullies located in five HiRISE DEMs. I find that 72% of the gullies studied were likely emplaced by a fluidized flow. I also find that modified gullies are more likely to have a fluidized emplacement than relatively fresh gullies. My results suggest that there is no evidence requiring water-rich flows in gullies today. Understanding the concept of water on Mars is crucial to understanding NASA’s Mars Exploration Strategy, “Follow the Water.” I undertook a study investigating alternative conceptions about water on Mars held by middle school science teachers to unde

Image alignment is without doubt the most crucial step in SAR Interferometry. Interferogram formation requires images to be coregistered with an accuracy of better than 1/8 pixel to avoid significant loss of phase coherence. Conventional interferometric precise coregistration methods for full-resolution SAR data (Single-Look Complex imagery, or SLC) are based on the cross-correlation of the SLC data, either in the original complex form or as squared amplitudes. Offset vectors in slant range and azimuth directions are computed on a large number of windows, according to the estimated correlation peaks. Then, a two-dimensional polynomial of a certain degree is usually chosen as warp function and the polynomial parameters are estimated through LMS fit from the shifts measured on the image windows. In case of rough topography and long baselines, the polynomial approximation for the warp function becomes inaccurate, leading to local misregistrations. Moreover, these effects increase with the spatial resolution and then with the sampling frequency of the sensor, as first results on TerraSAR-X interferometry confirm. An improved, DEM-assisted image coregistration procedure can be adopted for providing higher-order prediction of the offset vectors. Instead of estimating the shifts on a limited number of patches and using a polynomial approximation for the transformation, this approach computes pixel by pixel the correspondence between master and slave by using the orbital data and a reference DEM. This study assesses the performance of this approach with respect to the standard procedure. In particular, both analytical relationships and simulations will evaluate the impact of the finite vertical accuracy of the DEM on the final coregistration precision for different radar postings and relative positions of satellites. The two approaches are compared by processing real data at different carrier frequencies and using the interferometric coherence as quality figure., Mathematical Geodesy & Positioning, Aerospace Engineering

Radiation oncology was these 20 last years revolutionized by the 3-dimensional conformal radiotherapy (3D-CRT) and its technical evolution, the intensity modulated radiotherapy (IMRT). Thanks to steep dose gradient dose distribution, these techniques allow to conform the prescribed dose to the Planning Target Volume (PTV) while significantly decreasing the dose delivered to the Organs at Risk (OAR). One critical step remains the accurate definition of the Gross Tumor Volume (GTV). If the GTV is underestimated, there is a risk of missing part of the target. If the GTV is overestimated, the risk is to overirradiate normal tissues. Today's gold standard for GTV definition is the Computed Tomography (CT) scanner. We though know that its poor soft tissues contrast is a factor of variability for target definition purpose. AIMS : It can be hypothesized that, for Head and Neck Squamous Cell Carcinomas located in the oropharynx or the laryngo-hypopharynx, the use of other anatomical (like Magnetic Resonance Imaging - MRI) or functional (like positron emission tomography with either 11C-methionine - MET-PET- or 18F-fluorol-deoxy-glucose - FDG-PET) imaging modalities could complement CT for GTV delineation, and have an impact on subsequent CTV and PTV delineation and dose distribution to the non target tissues outside the PTV. RESULTS : We could demonstrate that, providing an adequate and controlled methodology concerning image coregistration and tumor volume delineation on functional images, differences were observed for the delineation of primary tumor volume or GTV according to the modality used. Moreover, the trends were the same for both locations studied (oropharyngeal and laryngo-hypopharyngeal) : CT, MRI and MET-PET volumes were not significantly different in absolute volumes, but there was no total overlap, each imaging modality having the tendency to visualize different types and relatively specific pathways of tumor extension (e.g. : cartilages in MRI). What was ver, INTRODUCTION : La radiothérapie moderne a terriblement évolué ces 20 dernières années grâce au développement de la radiothérapie conformationnelle tridimensionnelle (3D-CRT) et de son évolution technique, la radiothérapie par modulation d'intensité (IMRT). Grâce à la création de gradients de dose très raides, ces techniques permettent de conformer au mieux la distribution de la dose au "Planning Target Volume" (PTV) tout en diminuant de manière significative la dose délivrée aux Organes à Risque (OAR). La précision de la définition du "Gross Tumor Volume" (GTV) ou volume tumoral macroscopique reste une étape cruciale dans le sens où une sous-estimation du volume augmente le risque de sous-doser la dose délivrée à la tumeur. Dans l'autre sens, la surestimation du volume tumoral conduit immanquablement à une surirradiation des tissus sains. La tomographie computée par scanner (CT) est l'imagerie de référence pour la définition du GTV. Cependant, le manque de constraste entre tissus mous - à fortiori entre la tumeur et les tissus environnants- constitue un facteur de variabilité reconnu quant à la précision de délimitation du GTV. BUTS : Pour les cancers de la sphère cervico-maxillo-faciale, en particulier pour les tumeurs épithéliales oropharyngées et laryngo-hypopharyngées, démontrer que l'usage complémentaire d'une autre imagerie anatomique comme la résonance magnétique (IRM) ou fonctionnelle comme la tomographie par émission de positrons utilisant soit la méthionine marquée au carbone 11 (MET-TEP), soit le fluoro-déoxy-glucose marqué au fluor 18 (FDG-TEP) peut améliorer la précision de la délimitation GTV. Dans ce cas, démontrer également que cela a un impact sur la délimitation des CTV et PTV sous-jacents et, in fine, sur la distribution de la dose aux tissus sains extérieurs au PTV. RESULTATS : Moyennant l'utilisation adéquate et contrôlée de méthodes de corégistration des images et de délimitation automatique des volumes en imagerie fonctionnelle, nous avons pu, (MED 3)--UCL, 2005

Tato semestrální práce se zabývá různými možnostmi registrace medicínských obrazů. Na začátku jsou uvedeny základní vlastnosti DKI dat. V dalších kapitolách je zaměřena na metody, které odstraňují pohybové artefakty a geometrické nepřesnosti. Těmito metodami jsou převzorkování, vyhlazování transformace a optimalizace. V práci je dále popsán software provádějící samotnou registraci. Na konci se věnuje metodami srovnávající úspěšnost registrací., This semestral thesis deals with several options of medical images registration. Basic properties of DKI data are presented in the begining. In the following chapters it is focused on methods, which are removing motion distortion and geometrical inaccuracies. These methods are oversampling, transformation smoothing and optimalization. Software doing registration itself is also covered in this thesis. Methods of comparing registration success rates are described in the end.

Tato bakalářská práce se zabývá koregistrací difuzně vážených dat magnetické rezonance s vysokými b-hodnotami. Cílem je porovnat vybrané metody koregistrace na reálných datech a kvantifikovat kvalitu výstupu. V teoretické části je popsán princip difuzního zobrazování, vliv b-hodnoty na obraz a různé metody předzpracování dat se zaměřením na možnosti koregistrace obrazů s různým kontrastem. Dále jsou prezentovány dostupné softwarové nástroje a metody hodnocení kvality koregistrace. V praktické části je provedeno předzpracování difuzních dat, včetně koregistrace vybranými metodami, a analyzována kvalita pomocí statistických metod., This bachelor thesis deals with the coregistration of diffusion-weighted MRI data with high b-values. The aim is to compare selected coregistration methods on real data and to quantify the quality of the output. The theoretical part presents the principle of diffusion imaging, the effect of b-value on the image and different methods of data preprocessing with a focus on the possibilities of coregistration of images with varying contrast. In addition, available software tools and methods for assessing the quality of coregistration are introduced. In the practical portion of the paper, preprocessing of diffusion data, including coregistration by the selected methods, is performed and the quality is analyzed using statistical measures.

Tato semestrální práce se zabývá různými možnostmi registrace medicínských obrazů. Na začátku jsou uvedeny základní vlastnosti DKI dat. V dalších kapitolách je zaměřena na metody, které odstraňují pohybové artefakty a geometrické nepřesnosti. Těmito metodami jsou převzorkování, vyhlazování transformace a optimalizace. V práci je dále popsán software provádějící samotnou registraci. Na konci se věnuje metodami srovnávající úspěšnost registrací., This semestral thesis deals with several options of medical images registration. Basic properties of DKI data are presented in the begining. In the following chapters it is focused on methods, which are removing motion distortion and geometrical inaccuracies. These methods are oversampling, transformation smoothing and optimalization. Software doing registration itself is also covered in this thesis. Methods of comparing registration success rates are described in the end.

Tato bakalářská práce se zabývá koregistrací difuzně vážených dat magnetické rezonance s vysokými b-hodnotami. Cílem je porovnat vybrané metody koregistrace na reálných datech a kvantifikovat kvalitu výstupu. V teoretické části je popsán princip difuzního zobrazování, vliv b-hodnoty na obraz a různé metody předzpracování dat se zaměřením na možnosti koregistrace obrazů s různým kontrastem. Dále jsou prezentovány dostupné softwarové nástroje a metody hodnocení kvality koregistrace. V praktické části je provedeno předzpracování difuzních dat, včetně koregistrace vybranými metodami, a analyzována kvalita pomocí statistických metod., This bachelor thesis deals with the coregistration of diffusion-weighted MRI data with high b-values. The aim is to compare selected coregistration methods on real data and to quantify the quality of the output. The theoretical part presents the principle of diffusion imaging, the effect of b-value on the image and different methods of data preprocessing with a focus on the possibilities of coregistration of images with varying contrast. In addition, available software tools and methods for assessing the quality of coregistration are introduced. In the practical portion of the paper, preprocessing of diffusion data, including coregistration by the selected methods, is performed and the quality is analyzed using statistical measures.

Většina existujících nástrojů pro zpracování medicínských obrazů podporuje několik modalit, datových typů a nabízí širokou paletu funkcí, ale často se specializují na rozbor snímků mozku. Předmětem práce je analýza současných technik pro koregistraci 3D MRI snímků a jejich využití na vyšetření prostaty. Cílem je kvalitní a rychlá metoda koregistrace T2 morfologických snímků s důrazem na experimentální T2 sekvenci, která by mohla mít uplatnění při diagnostice karcinomu prostaty., Most of the current medical image processing toolboxes support several modalities, data types and they offer a plethora of functions, however, they are often specialized on brain image analysis. The subject of this work is an overview of current techniques used in 3D MRI image coregistration and their adoption for prostate examination. The goal is a rapid high-quality coregistration method of T2 morphologic images with emphasis on the experimental T2 sequence, which could be used in the diagnosis of prostate cancer.

Tato semestrální práce se zabývá různými možnostmi registrace medicínských obrazů. Na začátku jsou uvedeny základní vlastnosti DKI dat. V dalších kapitolách je zaměřena na metody, které odstraňují pohybové artefakty a geometrické nepřesnosti. Těmito metodami jsou převzorkování, vyhlazování transformace a optimalizace. V práci je dále popsán software provádějící samotnou registraci. Na konci se věnuje metodami srovnávající úspěšnost registrací., This semestral thesis deals with several options of medical images registration. Basic properties of DKI data are presented in the begining. In the following chapters it is focused on methods, which are removing motion distortion and geometrical inaccuracies. These methods are oversampling, transformation smoothing and optimalization. Software doing registration itself is also covered in this thesis. Methods of comparing registration success rates are described in the end.

Tato semestrální práce se zabývá různými možnostmi registrace medicínských obrazů. Na začátku jsou uvedeny základní vlastnosti DKI dat. V dalších kapitolách je zaměřena na metody, které odstraňují pohybové artefakty a geometrické nepřesnosti. Těmito metodami jsou převzorkování, vyhlazování transformace a optimalizace. V práci je dále popsán software provádějící samotnou registraci. Na konci se věnuje metodami srovnávající úspěšnost registrací., This semestral thesis deals with several options of medical images registration. Basic properties of DKI data are presented in the begining. In the following chapters it is focused on methods, which are removing motion distortion and geometrical inaccuracies. These methods are oversampling, transformation smoothing and optimalization. Software doing registration itself is also covered in this thesis. Methods of comparing registration success rates are described in the end.

Tato bakalářská práce se zabývá koregistrací difuzně vážených dat magnetické rezonance s vysokými b-hodnotami. Cílem je porovnat vybrané metody koregistrace na reálných datech a kvantifikovat kvalitu výstupu. V teoretické části je popsán princip difuzního zobrazování, vliv b-hodnoty na obraz a různé metody předzpracování dat se zaměřením na možnosti koregistrace obrazů s různým kontrastem. Dále jsou prezentovány dostupné softwarové nástroje a metody hodnocení kvality koregistrace. V praktické části je provedeno předzpracování difuzních dat, včetně koregistrace vybranými metodami, a analyzována kvalita pomocí statistických metod., This bachelor thesis deals with the coregistration of diffusion-weighted MRI data with high b-values. The aim is to compare selected coregistration methods on real data and to quantify the quality of the output. The theoretical part presents the principle of diffusion imaging, the effect of b-value on the image and different methods of data preprocessing with a focus on the possibilities of coregistration of images with varying contrast. In addition, available software tools and methods for assessing the quality of coregistration are introduced. In the practical portion of the paper, preprocessing of diffusion data, including coregistration by the selected methods, is performed and the quality is analyzed using statistical measures.

Tato bakalářská práce se zabývá koregistrací difuzně vážených dat magnetické rezonance s vysokými b-hodnotami. Cílem je porovnat vybrané metody koregistrace na reálných datech a kvantifikovat kvalitu výstupu. V teoretické části je popsán princip difuzního zobrazování, vliv b-hodnoty na obraz a různé metody předzpracování dat se zaměřením na možnosti koregistrace obrazů s různým kontrastem. Dále jsou prezentovány dostupné softwarové nástroje a metody hodnocení kvality koregistrace. V praktické části je provedeno předzpracování difuzních dat, včetně koregistrace vybranými metodami, a analyzována kvalita pomocí statistických metod., This bachelor thesis deals with the coregistration of diffusion-weighted MRI data with high b-values. The aim is to compare selected coregistration methods on real data and to quantify the quality of the output. The theoretical part presents the principle of diffusion imaging, the effect of b-value on the image and different methods of data preprocessing with a focus on the possibilities of coregistration of images with varying contrast. In addition, available software tools and methods for assessing the quality of coregistration are introduced. In the practical portion of the paper, preprocessing of diffusion data, including coregistration by the selected methods, is performed and the quality is analyzed using statistical measures.

Tato bakalářská práce se zabývá koregistrací difuzně vážených dat magnetické rezonance s vysokými b-hodnotami. Cílem je porovnat vybrané metody koregistrace na reálných datech a kvantifikovat kvalitu výstupu. V teoretické části je popsán princip difuzního zobrazování, vliv b-hodnoty na obraz a různé metody předzpracování dat se zaměřením na možnosti koregistrace obrazů s různým kontrastem. Dále jsou prezentovány dostupné softwarové nástroje a metody hodnocení kvality koregistrace. V praktické části je provedeno předzpracování difuzních dat, včetně koregistrace vybranými metodami, a analyzována kvalita pomocí statistických metod., This bachelor thesis deals with the coregistration of diffusion-weighted MRI data with high b-values. The aim is to compare selected coregistration methods on real data and to quantify the quality of the output. The theoretical part presents the principle of diffusion imaging, the effect of b-value on the image and different methods of data preprocessing with a focus on the possibilities of coregistration of images with varying contrast. In addition, available software tools and methods for assessing the quality of coregistration are introduced. In the practical portion of the paper, preprocessing of diffusion data, including coregistration by the selected methods, is performed and the quality is analyzed using statistical measures.

Tato semestrální práce se zabývá různými možnostmi registrace medicínských obrazů. Na začátku jsou uvedeny základní vlastnosti DKI dat. V dalších kapitolách je zaměřena na metody, které odstraňují pohybové artefakty a geometrické nepřesnosti. Těmito metodami jsou převzorkování, vyhlazování transformace a optimalizace. V práci je dále popsán software provádějící samotnou registraci. Na konci se věnuje metodami srovnávající úspěšnost registrací., This semestral thesis deals with several options of medical images registration. Basic properties of DKI data are presented in the begining. In the following chapters it is focused on methods, which are removing motion distortion and geometrical inaccuracies. These methods are oversampling, transformation smoothing and optimalization. Software doing registration itself is also covered in this thesis. Methods of comparing registration success rates are described in the end.

Tato bakalářská práce se zabývá koregistrací difuzně vážených dat magnetické rezonance s vysokými b-hodnotami. Cílem je porovnat vybrané metody koregistrace na reálných datech a kvantifikovat kvalitu výstupu. V teoretické části je popsán princip difuzního zobrazování, vliv b-hodnoty na obraz a různé metody předzpracování dat se zaměřením na možnosti koregistrace obrazů s různým kontrastem. Dále jsou prezentovány dostupné softwarové nástroje a metody hodnocení kvality koregistrace. V praktické části je provedeno předzpracování difuzních dat, včetně koregistrace vybranými metodami, a analyzována kvalita pomocí statistických metod., This bachelor thesis deals with the coregistration of diffusion-weighted MRI data with high b-values. The aim is to compare selected coregistration methods on real data and to quantify the quality of the output. The theoretical part presents the principle of diffusion imaging, the effect of b-value on the image and different methods of data preprocessing with a focus on the possibilities of coregistration of images with varying contrast. In addition, available software tools and methods for assessing the quality of coregistration are introduced. In the practical portion of the paper, preprocessing of diffusion data, including coregistration by the selected methods, is performed and the quality is analyzed using statistical measures.

Tato semestrální práce se zabývá různými možnostmi registrace medicínských obrazů. Na začátku jsou uvedeny základní vlastnosti DKI dat. V dalších kapitolách je zaměřena na metody, které odstraňují pohybové artefakty a geometrické nepřesnosti. Těmito metodami jsou převzorkování, vyhlazování transformace a optimalizace. V práci je dále popsán software provádějící samotnou registraci. Na konci se věnuje metodami srovnávající úspěšnost registrací., This semestral thesis deals with several options of medical images registration. Basic properties of DKI data are presented in the begining. In the following chapters it is focused on methods, which are removing motion distortion and geometrical inaccuracies. These methods are oversampling, transformation smoothing and optimalization. Software doing registration itself is also covered in this thesis. Methods of comparing registration success rates are described in the end.

Většina existujících nástrojů pro zpracování medicínských obrazů podporuje několik modalit, datových typů a nabízí širokou paletu funkcí, ale často se specializují na rozbor snímků mozku. Předmětem práce je analýza současných technik pro koregistraci 3D MRI snímků a jejich využití na vyšetření prostaty. Cílem je kvalitní a rychlá metoda koregistrace T2 morfologických snímků s důrazem na experimentální T2 sekvenci, která by mohla mít uplatnění při diagnostice karcinomu prostaty., Most of the current medical image processing toolboxes support several modalities, data types and they offer a plethora of functions, however, they are often specialized on brain image analysis. The subject of this work is an overview of current techniques used in 3D MRI image coregistration and their adoption for prostate examination. The goal is a rapid high-quality coregistration method of T2 morphologic images with emphasis on the experimental T2 sequence, which could be used in the diagnosis of prostate cancer.