Toward Automated 3D Spine Reconstruction from Biplanar Radiographs Using CNN for Statistical Spine Model Fitting

卷积神经网络 三维重建 人工智能 计算机科学 射线照相术 地标 迭代重建 计算机视觉 脊柱侧凸 模式识别(心理学) 医学 放射科 外科
作者
B. Aubert,Carlos Vázquez,Thierry Cresson,Stefan Parent,Jacques A. de Guise
出处
期刊:IEEE Transactions on Medical Imaging [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:38 (12): 2796-2806 被引量:68
标识
DOI:10.1109/tmi.2019.2914400
摘要

To date, 3D spine reconstruction from biplanar radiographs involves intensive user supervision and semi-automated methods that are time-consuming and not effective in clinical routine. This paper proposes a new, fast, and automated 3D spine reconstruction method through which a realistic statistical shape model of the spine is fitted to images using convolutional neural networks (CNN). The CNNs automatically detect the anatomical landmarks controlling the spine model deformation through a hierarchical and gradual iterative process. The performance assessment used a set of 68 biplanar radiographs, composed of both asymptomatic subjects and adolescent idiopathic scoliosis patients, in order to compare automated reconstructions with ground truths build using multiple experts-supervised reconstructions. The mean (SD) errors of landmark locations (3D Euclidean distances) were 1.6 (1.3) mm, 1.8 (1.3) mm, and 2.3 (1.4) mm for the vertebral body center, endplate centers, and pedicle centers, respectively. The clinical parameters extracted from the automated 3D reconstruction (reconstruction time is less than one minute) presented an absolute mean error between 2.8° and 4.7° for the main spinal parameters and between 1° and 2.1° for pelvic parameters. Automated and expert's agreement analysis reported that, on average, 89% of automated measurements were inside the expert's confidence intervals. The proposed automated 3D spine reconstruction method provides an important step that should help the dissemination and adoption of 3D measurements in clinical routine.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
甜蜜的茹嫣的应助被笙歌采纳,获得50
刚刚
fruoxi发布了新的文献求助10
刚刚
谷之森完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
Radarax发布了新的文献求助10
1秒前
慕青的应助被Yangyiyiyi采纳,获得10
1秒前
小马甲的应助被lbc采纳,获得10
1秒前
考研小白发布了新的文献求助10
1秒前
aqaq完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
小菜熊完成签到,获得积分10
2秒前
老实的鞋垫完成签到,获得积分10
2秒前
辛勤母鸡完成签到 ,获得积分10
2秒前
majiayang完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
韵诗发布了新的文献求助10
3秒前
zhangxinyan发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
1122完成签到,获得积分10
3秒前
行止完成签到,获得积分10
3秒前
Fancy完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
深情安青的应助被1937采纳,获得10
4秒前
王兔岁发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
DW的应助被缓慢天菱采纳,获得10
5秒前
默默的巧蕊完成签到,获得积分10
5秒前
molihuakai的应助被不悲伤麻薯采纳,获得10
5秒前
大模型的应助被落后凌晴采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
汉堡包的应助被蛋邑采纳,获得10
5秒前
5秒前
nnnna发布了新的文献求助10
5秒前
愉快的宛儿完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
qaw发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Représentation chimique de la structure des kérogènes et des asphaltènes en fonction de leur origine et de leur degré d'évolution 800
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Elektrische Feldverteilung in gasisolierten Anlagen unter Gleichspannungsbelastung 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8057613
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9483131
关于积分的说明 21317878
捐赠科研通 7625598
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3394946
关于科研通互助平台的介绍 2525983
邀请新用户注册赠送积分活动 2433322