Published 2008
| Version v1
Journal article
An efficient locally affine framework for the smooth registration of anatomical structures
Contributors
Others:
- Analysis and Simulation of Biomedical Images (ASCLEPIOS) ; Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM) ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
- Computational Radiology Laboratory [Boston] (CRL) ; Brigham and Women's Hospital [Boston]-Boston Children's Hospital
- Vision, Action et Gestion d'informations en Santé (VisAGeS) ; Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5) ; Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA) ; Université de Rennes 1 (UR1) ; Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1) ; Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA) ; Université de Rennes 1 (UR1) ; Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1) ; Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Physique médicale ; Département de radiothérapie [Gustave Roussy] ; Institut Gustave Roussy (IGR)-Institut Gustave Roussy (IGR)
- Département de radiothérapie [Gustave Roussy] ; Institut Gustave Roussy (IGR)
- Centre de Lutte contre le Cancer Antoine Lacassagne [Nice] (UNICANCER/CAL) ; UNICANCER-Université Côte d'Azur (UCA)
Description
Intra-subject and inter-subject nonlinear registration based on dense transformations requires the setting of many parameters, mainly for regularization. This task is a major issue, as the global quality of the registration will depend on it. Setting these parameters is, however, very hard, and they may have to be tuned for each patient when processing data acquired by different centers or using different protocols. Thus, we present in this article a method to introduce more coherence in the registration by using fewer degrees of freedom than with a dense registration. This is done by registering the images only on user-defined areas, using a set of affine transformations, which are optimized together in a very efficient manner. Our framework also ensures a smooth and coherent transformation thanks to a new regularization of the affine components. Finally, we ensure an invertible transformation thanks to the Log-Euclidean polyaffine framework. This allows us to get a more robust and very efficient registration method, while obtaining good results as explained below. We performed a qualitative and quantitative evaluation of the obtained results on two applications: first on atlas-based brain segmentation, comparing our results with a dense registration algorithm. Then the second application for which our framework is particularly well suited concerns bone registration in the lower-abdomen area. We obtain in this case a better positioning of the femoral heads than with a dense registration. For both applications, we show a significant improvement in computation time, which is crucial for clinical applications.
Abstract
International audienceAdditional details
Identifiers
- URL
- https://hal.inria.fr/inria-00616074
- URN
- urn:oai:HAL:inria-00616074v1
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- UNICA