生成3D伪健康膝部MRI图像以支持髌骨凹陷手术规划
图像与视频处理
2024-12-16 v1
摘要
目的：髌骨凹陷（TD）是一种常见的青少年畸形，导致前腰痛和不稳定。髌骨凹陷手术等外科干预需要精确的规划才能纠正髌骨沟槽。然而，目前尚无标准化的术前计划可为修整髌骨提供指导。本研究旨在生成与患者各自髌骨相匹配的伪健康MRI图像，以理论上支持髌骨凹陷手术的术前规划。方法：我们采用小波扩散模型（WDM）生成针对个体的、伪健康且解剖上合理的髌骨区域MRI扫描。我们使用健康受试者的膝部MRI扫描来训练模型。在推断过程中，我们屏蔽受TD患者膝部MRI扫描中围绕髌骨的病理区域，并用其伪健康版本替换。一位骨科外科医生在手术前后对 inpainting后的MRI扫描测量了髌骨沟槽角（SA）、髌骨凹陷深度（TGD）和D\'ejour分类。代码可在 https://github.com/wehrlimi/Generate-Pseudo-Healthy-Knee-MRI 获取。结果：我们模型的inpainting显著改善了49例膝部MRI扫描中的SA、TGD和D\'ejour分类。结论：本研究表明了WDM在为骨科医生提供患者专属指导方面的潜力。该方法可提供解剖上合理的MRI扫描，从而可能提高髌骨凹陷手术的精度和术前规划，并为更少侵入性的手术铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2412.09962,
title = {Generating 3D Pseudo-Healthy Knee MR Images to Support Trochleoplasty Planning},
author = {Michael Wehrli and Alicia Durrer and Paul Friedrich and Volodimir Buchakchiyskiy and Marcus Mumme and Edwin Li and Gyozo Lehoczky and Carol C. Hasler and Philippe C. Cattin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.09962},
year = {2024}
}
备注
Early accepted at IPCAI 2025. Code: https://github.com/wehrlimi/Generate-Pseudo-Healthy-Knee-MRI