Deep Point Correspondence Estimation and SyN-Based Refinement for Multimodal Brain Image Registration

Publish Year: 1404
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: English
View: 115

This Paper With 8 Page And PDF Format Ready To Download

  • Certificate
  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این Paper:

شناسه ملی سند علمی:

JR_CSTE-2-3_002

تاریخ نمایه سازی: 23 تیر 1404

Abstract:

Accurate registration of preoperative Magnetic Resonance Imaging (MRI) with intraoperative ultrasound (US) is essential for effective neuronavigation, particularly in brain tumor surgeries where brain shift compromises anatomical fidelity. This study proposes a hybrid framework integrating a deep learning-based Multi-Layer Perceptron (MLP) with an optimization pipeline to enhance MR-to-US registration. The MLP is trained on paired anatomical landmarks extracted from the BITE and RESECT datasets to predict US coordinates from corresponding MRI points. An ensemble of five MLPs, weighted by inverse validation errors, is employed to estimate dense point correspondences, which are used to initialize an affine transformation. This transformation is refined using Symmetric Normalization (SyN) within the ANTs registration toolkit to model non-linear deformations. Quantitative evaluation demonstrates a mean squared error (MSE) of ۰.۱۹۵۴ and a mean Euclidean distance of ۴.۹۷ mm—significantly outperforming a baseline rigid registration approach with ۶۰% improvement in spatial alignment. The proposed pipeline executes in under ۴ minutes per case on standard hardware, indicating potential for clinical integration. The results suggest combining learning-based correspondence prediction and classical registration yields accurate and computationally efficient multimodal Registration.

Authors

Mehrdad Hashemi Kamangar

Department of Electrical and Electronic Engineering, Engineering Faculty, Shomal University, Amol, Iran

Amir Hossein Jalalzadeh

Department of Biomedical Engineering, Engineering Faculty, Shahed University, Tehran, Iran

مراجع و منابع این Paper:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این Paper را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود Paper لینک شده اند :
  • Velesaca, H. O., Bastidas, G., Rouhani, M., & Sappa, A. ...
  • Jena, R., Sethi, D., Chaudhari, P., & Gee, J. (۲۰۲۴). ...
  • Ahir, B. K., Engelhard, H. H., & Lakka, S. S. ...
  • Jalalzadeh, A. H., Shalbaf, A., & Maghsoudi, A. (۲۰۲۱). Compensation ...
  • Xiao, Y., Fortin, M., Unsgärd, G., Rivaz, H., & Reinertsen, ...
  • Avants, B. B., Epstein, C. L., Grossman, M., & Gee, ...
  • Mani, V. R. S., & Arivazhagan, S. (۲۰۱۳). Survey of ...
  • Balasamy, K., Seethalakshmi, V., & Suganyadevi, S. (۲۰۲۴). Medical Image ...
  • Chen, J., Liu, Y., Wei, S., Bian, Z., Subramanian, S., ...
  • Ramadan, H., El Bourakadi, D., Yahyaouy, A., & Tairi, H. ...
  • Tang, K., Li, Z., Tian, L., Wang, L., & Zhu, ...
  • Mok, T.C.W., & Chung, A.C.S. (۲۰۲۰). Large Deformation Diffeomorphic Image ...
  • Kim, B., Han, I., & Ye, J.C. (۲۰۲۲). DiffuseMorph: Unsupervised ...
  • Mok, T. C. W., & Chung, A. C. S. (۲۰۲۰). ...
  • Jia, X., Bartlett, J., Zhang, T., Lu, W., Qiu, Z., ...
  • Pielawski, N., Wetzer, E., Öfverstedt, J., Lu, J., Wählby, C., ...
  • Jalalzadeh, A. H., Talebi, S. S., & Kamangar, M. H. ...
  • Dalca, A. V., Balakrishnan, G., Guttag, J., & Sabuncu, M. ...
  • Balakrishnan, G., Zhao, A., Sabuncu, M. R., Guttag, J., & ...
  • Mercier, L., Del Maestro, R. F., Petrecca, K., Araujo, D., ...
  • Tustison, N. J., Yassa, M. A., Rizvi, B., Cook, P. ...
  • Tustison, N. J., Cook, P. A., Holbrook, A. J., Johnson, ...
  • Avants, B. B., Tustison, N. J., Song, G., Cook, P. ...
  • Razlighi, Q. R., Kehtarnavaz, N., & Yousefi, S. (۲۰۱۳). Evaluating ...
  • نمایش کامل مراجع