超声颈椎图像上的骨结构自动分割与曲率估计——一项可行性研究
图像与视频处理
2023-12-20 v1
摘要
颈椎前凸消失是一种常见的退行性疾病，已知与异常的脊柱排列有关。近年来，超声（US）成像被广泛应用于脊柱畸形评估，并显示出可期的结果。本研究的目的是从 3D 超声颈椎图像体数据中自动分割骨结构，并在关键矢状面帧上评估颈椎前凸。在本研究中，应用便携式超声成像系统采集颈椎图像体数据。训练 nnU-Net 在横断面图像上分割骨结构，并通过 5 折交叉验证进行验证。体数据由分割后的图像序列重建而成。设计了一个指示骨结构强度水平和完整性的能量函数，以提取左右两侧的代理关键矢状面帧，用于颈椎曲率测量。计算左右两侧脊柱曲率之间的平均绝对差异（MAD）、标准差（SD）和相关性，以对所提出的方法进行定量评估。nnU-Net 模型在分割感兴趣区域（ROI）时的 DSC 值为 0.973。在 22 个椎板曲率角度的测量中，颈椎左右两侧的 MAD、SD 和相关性分别为 3.591、3.432 度和 0.926。结果表明，我们的方法在颈椎自动分割方面具有较高的准确性和可靠性，并展示了使用 3D 超声成像技术诊断颈椎前凸消失的潜力。
引用
@article{arxiv.2312.12066,
title = {Automatic bony structure segmentation and curvature estimation on ultrasound cervical spine images -- a feasibility study},
author = {Songhan Ge and Haoyuan Tian and Wei Zhang and Rui Zheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.12066},
year = {2023}
}