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具有共享边界的双心室解剖结构统计形状建模

图像与视频处理 2022-09-14 v2 计算机视觉与模式识别

摘要

统计形状建模(SSM)是一种生成复杂解剖结构详细表示的有价值且强大的工具,能够实现形状及其变化的定量分析和比较。SSM 应用数学、统计学和计算方法将形状解析为定量表示(如对应点或标志点),以帮助解答关于人群解剖学变化的各种问题。复杂的解剖结构具有许多不同的部分,这些部分之间存在不同的相互作用或复杂的架构。例如,心脏是具有四个腔室的解剖结构,腔室之间有数个共享边界。心脏腔室之间协调且高效的收缩对于向全身末端器官充分灌注是必要的。这些共享边界内微妙的形状变化可能预示着导致收缩不协调和末端器官灌注不良的潜在病理变化。早期检测和稳健的定量分析可以为理想的治疗技术和干预时机提供见解。然而,现有的 SSM 方法无法显式建模共享边界的统计特性。本文提出了一种通用且灵活的、数据驱动的方法,用于构建具有共享边界的多器官解剖结构统计形状模型,该模型能够捕捉人群数据中各个解剖结构及其共享边界表面的形态和对齐变化。我们使用双心室心脏数据集展示了所提方法的有效性,通过开发形状模型,在整个人群数据中一致地参数化了心脏双心室结构和室间隔(共享边界面)。

关键词

引用

@article{arxiv.2209.02706,
  title  = {Statistical Shape Modeling of Biventricular Anatomy with Shared Boundaries},
  author = {Krithika Iyer and Alan Morris and Brian Zenger and Karthik Karanth and Benjamin A Orkild and Oleksandre Korshak and Shireen Elhabian},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2209.02706},
  year   = {2022}
}