Deformable Mesh Registration for Organ Motion Analysis

Bc. Adam Rychlý

Bachelor's thesis

Anotácia:

Tato práce se zaměřuje na nerigidní zarovnání orgánů pacientů s rakovinou prostaty pomocí algoritmu TPS-RPM. Jelikož je ale algoritmus TPS-RPM na velkých objektech velmi výpočetně nákladný, orgány jsou před použitím TPS-RPM podvzorkovány pomocí techniky Poisson-disk sub-sampling. Na původní orgány je následně aplikována transformační funkce deformující prostor, která vzniká z výpočtu TPS-RPM na podvzorkovaných orgánech. Výsledkem této práce je jednoduchá aplikace, která je schopna registrovat orgány a následně vizualizovat výsledky této registrace. Výkon implementovaných metod je testován na orgánech dvou pacientů za pomocí průměrných minimálních a Hausdorffových vzdáleností, které jsou použity k vyhodnocení výsledků registrace. Na závěr je zhodnocena kvalita a časová efektivita registrace při různém podvzorkování orgánů pacientů.

Abstract:

This thesis focuses on the non-rigid alignment of prostate cancer patient organs using the TPS-RPM algorithm. Additionally, since TPS-RPM is very computationally expensive on large objects, a Poisson-disk sub-sampling algorithm is used to simplify the organs before computing TPS-RPM. Subsequently, the TPS-RPM space-warping transformation function computed on the sub-sampled organs is applied on the original organs. The result of this thesis is a simple application that performs the registration of organs and subsequently visualizes the registration results. The performance of the approach is tested on organs of two patients, using the average minimal and Hausdorff distances to evaluate the results. Lastly, the quality and time efficiency of the registration when using differently sub-sampled patient organs is evaluated.

Keywords

deformable registration, organ registration, medical registration, thin-plate spline robust point matching, TPS-RPM, Poisson-disk sampling, triangular mesh simplification

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 19. 5. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 1. 7. 2022
• Vedúci: RNDr. Katarína Furmanová, Ph.D.
• Oponent: RNDr. Radek Ošlejšek, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Bachelor programme / odbor:
Informatics / Informatics