Qualitätsuntersuchungen zur MEG-MRI Koregistrierung

Beurteilung der MRI-MEG Koregistrierung mit Hilfe des Zielregistrierungsfehlers.

Für eine hohe Präzision bei der Quellenrekonstruktion von Magnetoenzephalographie (MEG)-Daten ist eine hohe Genauigkeit der Koregistrierung von Quellen und Sensoren erforderlich, da das numerische Modell des Kopfes von einer anderen Modalität abgeleitet ist, nämlich der Magnetresonanztomographie (MRT). Wir schlagen vor, den Zielregistrierungsfehler (target registration error - TRE) als Kriterium für die Qualität der Koregistrierungen zu verwenden (Sonntag, Haueisen, & Maess, 2018, Phys. Med. Biol., 63(7): 075003).

Der TRE misst den Effekt der Unsicherheit bei den Koregistrierungen an allen interessierenden Punkten. Insgesamt wurden 5.544 Datensätze mit Sensor-zu-Kopf und 128 Kopf-zu-MRI-Koregistrierungen unseres MEG-Labors analysiert. Zur Schätzung der optimalen Koregistrierung und Abtastung der Koregistrierungsparameter (Rotation und Übersetzung) verwendeten wir einen adaptiven Metropolis-Algorithmus.
Dabei haben wir einen durchschnittliche TRE zwischen 1,3 und 2,3 mm an der Kopfoberfläche beobachtet.
Darüber hinaus ermittelten wir einen mittleren absoluten Unterschied in den Koregistrierungsparametern zwischen dem Metropolis- und dem sonst üblichen iterativen Closest-Point-Algorithmus von (1,9 ± 1,5)° und (1,1 ± 0,9) mm.
Darüber hinaus erlaubt die Abtastung durch den Metropolis-Algorithmus die Berechnung der TRE auf dem gesamten Gitter des MRI-Volumens. Aus diesen Gründen empfehlen wir den Metropolis-Algorithmus für Kopf-zu-MRI-Koregistrierungen.

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