几何形状、类别不平衡和对齐对重建精度的影响——基于显微CT体模的评估

由医学扫描创建的3D模型的精度取决于成像硬件、分割方法和网格处理技术等。几何类型、类别不平衡、体素和点云对齐对精度的影响仍有待深入探索。本工作评估了重建流程中的误差，并探索了针对不同分割算法和几何类型使用基于体素和基于表面的精度度量。使用SLA技术打印了一个球体、一个面罩和一个AAA，并使用显微CT机进行扫描。使用基于GMM、Otsu和RG的方法进行分割。使用KU算法对齐的分割模型和参考模型进行定量比较，以评估Dice和Jaccard分数、精确度等度量。使用基于ICP的对齐过程将表面网格与参考网格配准。评估了倒角距离和平均Hausdorff距离等度量。发现Otsu方法是所有几何形状最合适的方法。AAA由于其壁薄和对齐不良而产生了低重叠分数。对于AAA，类别不平衡对特异性的影响最为显著。基于表面的精度度量与基于体素的趋势不同。RG方法对球体表现最佳，而GMM和Otsu对AAA表现更好。面罩表面最容易出错，可能是由于ICP过程中的对齐不良。分割精度是重建过程不同阶段误差的累积和。在高度类别不平衡和对齐敏感的情况下，高基于体素的精度度量可能具有误导性。发现Jaccard指数比Dice更严格，更适合薄壁结构的精度评估。应确保体素和点云对齐，以便对重建流程进行任何可靠的评估。