27 oktober 2023
De combinatie van meerdere beeldvormingsmodaliteiten is vaak nodig om een uitgebreid begrip van de pathofysiologie te krijgen. Deze benadering maakt gebruik van fantomen om een differentiële transformatie tussen de coördinatensystemen van twee modaliteiten te genereren, die vervolgens wordt toegepast voor co-registratie. Deze methode elimineert de noodzaak van fiducials in productiescans.
We ontwikkelen softwaretools voor preklinische beeldvorming, waaronder beeldreconstructie, fusie, segmentatie en kwantificering. Onze software is bedoeld om gebruiksvriendelijk, efficiënt en compatibel te zijn met elk beeldvormingsapparaat voor kleine dieren om reproduceerbare kwantitatieve analyse van de verkregen multimodale beeldgegevens mogelijk te maken. Automatisering is een belangrijk onderwerp in ons vakgebied omdat handmatige analyse vaak te tijdrovend, foutgevoelig en nauwelijks reproduceerbaar is.
Softwarematige automatisering kan de analyse efficiënt en reproduceerbaar maken, maar de uitdaging is om de automatisering robuust genoeg te maken. Beeldvormingsapparaten voor kleine dieren bieden volumetrische beeldgegevens van verdoofde laboratoriummuizen en -ratten en maken een niet-invasieve beoordeling van pathologische en fysiologische veranderingen mogelijk. Geïntegreerde multimodale apparaten combineren de sterke punten van meerdere modaliteiten, zoals Micro-CT en PET.
Het is ook mogelijk om twee afzonderlijke apparaten te combineren. We ontwikkelden software voor het geautomatiseerd samenvoegen van speciale modaliteiten, zoals Micro-CT en FMT. We leverden ook efficiënte software voor interactieve beeldfusie en definieerden een nieuw bestandsformaat om de beeldgegevens op te slaan, rekening houdend met aspecten van gegevenscuratie.
Vorig jaar publiceerden we een aanpak voor retrospectieve respiratoire gating onder high throughput-instellingen. Ons protocol bevindt zich in een transformatiematrix, die wordt gegenereerd met behulp van een kalibratiestap waarbij zichtbare structuren zoals fiduciale markers betrokken zijn. Vervolgens kan de beeldfusie worden geautomatiseerd met behulp van deze transformatiematrix, waardoor er geen markeringen nodig zijn.
Deze studie presenteert softwaretools die zijn ontworpen voor preklinische beeldvorming, met een focus op automatisering voor multimodale beeldanalyse. De tools verbeteren de efficiëntie en reproduceerbaarheid bij het analyseren van volumetrische beeldgegevens van beeldvormingsapparatuur voor kleine dieren.
Robuuste, marker-vrije co-registratie van preklinische beeldvormingsmodaliteiten pakt een kritieke flessenhals in translationeel onderzoek aan door de reproduceerbare, kwantitatieve integratie van multimodale datasets mogelijk te maken. Deze mogelijkheid vergroot het voorspellend vertrouwen in ziektemodellen en ondersteunt een betrouwbaardere targetvalidatie en mechanische risicoreductie binnen de discovery-pipeline. Gestroomlijnde, automatisering-waardige workflows verminderen handmatige variabiliteit en faciliteren schaalbare, cross-site beeldvormingsstudies voor enterprise R&D-portfolio's.
Deze marker-vrije co-registratie-workflow slaat een brug tussen vroege ontdekking, lead-identificatie en preklinische validatie door een naadloze integratie mogelijk te maken van beeldata uit meerdere modaliteiten en apparaten.